ES2299956T3 - Indicador de escaneo de led. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de indicación, particularmente para instrumentos combinados de vehículos, con una fuente de luz comprendiendo al menos un LED (6, 6a, 6b) para la generación de un haz de luz (7, 7a, 7b), que pueda dirigirse selectivamente sobre diferentes zonas de una superficie de visualización (4) a través de medios deflectores (10) desplazables, comprendiendo los medios deflectores desplazables un elemento rotatorio (10) rotando en continuo, particularmente un espejo rotatorio, previéndose un sistema óptico (8, 18, 20) para la focalización del haz de luz (7) sobre la superficie de visualización (4) y previéndose medios de control (26), mediante los cuales puede activarse el LED (6, 6a, 6b) intermitentemente, caracterizado porque la superficie de visualización (4) comprenda un medio de transmisión, particularmente un disco difusor (23, y porque detrás de la superficie de visualización (4) se disponga, como medio deflector estático, un espejo curvado (15), configurado preferentemente en forma de arco o en forma circular, situado en un plano (17) perpendicular al eje de rotación (16) del elemento rotatorio (10), de forma que los haces de luz (7) reflectados por el elemento rotatorio (10) puedan reflejarse sobre la cara posterior de la superficie de visualización (4).
Description
Indicador de escaneo de LED.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo de indicación, particularmente para instrumentos
combinados de vehículos, con una fuente de luz comprendiendo al
menos un LED (LED = Light Emitting Diode, diodo fotoemisor) para la
elaboración de un haz de luz que sirve como medio indicador, que
puede dirigirse selectivamente, a través de medios deflectores
desplazables, así como particularmente también a través de medios
deflectores estacionarios, sobre diferentes zonas de una superficie
de visualización transiluminable.
Particularmente en el caso de los vehículos se
conocen generalmente instrumentos combinados, que comprenden varios
de estos dispositivos de indicación. Se emplean además
convencionalmente dispositivos analógicos de indicación del
indicador, aunque crecientemente también dispositivos digitales de
indicación, para la indicación de diferentes informaciones, por
ejemplo, de la velocidad, del número de revoluciones del motor, del
nivel del tanque, de la temperatura del aceite o agua de
refrigeración o para la indicación de parámetros operacionales
similares. Sin embargo, pueden utilizarse dispositivos de indicación
del presente tipo en cualquier ámbito de empleo, por ejemplo, en
vehículos sobre raíles, aeronaves o vehículos acuáticos, así como en
diferentes indicaciones de equipos de medida o condiciones de
control.
Mientras que los dispositivos analógicos de
indicación están provistos convencionalmente de un indicador
mecánico, que se monta antes de una esfera graduada de forma que
pueda rotarse, se conocen también avisos del indicador, en los que
luz se emplea para la representación de las informaciones a
visualizar.
Así, la DE 43 13 530 A1 muestra, por ejemplo, un
dispositivo de indicación, en el que el indicador está formado por
un haz de luz. La fuente de luz se dispone además en una carcasa de
la pantalla montada de forma que pueda rotarse, que presenta una
abertura en su pared de la pantalla, a través de la cual puede salir
un haz de luz en línea recta como indicador a un disco difusor que
hace visible el haz de luz.
De este modo la longitud del indicador es
variable, aunque otras dimensiones del indicador no son variables.
Así no se puede representar particularmente ninguna indicación punto
a punto o en forma de arco discurriendo en dirección perimetral, lo
que limita las posibilidades de aplicación. Resulta además
desfavorable, que con este dispositivo sólo pueda producirse un
indicador luminoso individual. Para la indicación simultánea de
varias informaciones con varios indicadores luminosos se precisa,
por consiguiente, la combinación de varios sistemas con, en cada
caso, una carcasa giratoria de la pantalla, lo que no sólo supone un
considerable coste constructivo y, por tanto, altos costes
asociados, sino particularmente también una demanda de espacio
constructivo correspondientemente elevada, lo que resulta
particularmente inconveniente en el ámbito de los vehículos.
Gracias a la DE 195 29 390 A1 se conoce además
un instrumento combinado, en el que un indicador está formado por un
haz lasérico giratorio, que se dirige desde el frontal con un ángulo
en tecnología de epiluminiscencia sobre la superficie de la
superficie de visualización. El haz lasérico puede dividirse además
en dos haces parciales por medio de un divisor de haces, de forma
que puedan indicarse también dos valores diferentes al mismo
tiempo.
Sin embargo, los puntos de luz representables de
este modo pueden variar únicamente en su posición, aunque no en su
forma o tamaño, de forma que también aquí las posibilidades de
aplicación presenten límites relativamente estrechos. Resulta
adicionalmente desfavorable que este dispositivo de indicación
requiera, debido a su construcción epiluminiscente, el empleo de
una fuente de luz láser, lo que originaría costes
correspondientemente altos, así como mayores temperaturas de
operación.
Para la señalización variable de un valor
teórico se conoce, gracias a la EP 0 785 416 B1, además un
instrumento indicador analógico, con el que se proyecta un haz de
luz en una zona de una superficie de visualización en forma de arco.
Un haz lasérico se dirige además a través de un espejo alojado de
manera que pueda desplazarse y plegable por un servomotor en la zona
de indicación deseada. Este dispositivo está también relacionado,
debido al empleo de una fuente de luz láser, con los inconvenientes
citados anteriormente.
Para prevenir estos inconvenientes se propone
como variante emplear un LED como fuente de luz. Mientras que un LD
(LD = diodo láser) produce un haz de luz estrechamente limitado,
casi paralelo, que puede reflejarse de manera relativamente simple
a través del espejo para la proyección de contornos estrechamente
limitados sobre la superficie de visualización, los LEDs generan un
perfil del haz definido mucho menos preciso, por lo que un LED sólo
puede emplearse, en el dispositivo de indicación conforme a la EP 0
785 416 B1, en cooperación con un conductor luminoso macizo, que se
extienda desde el LED hasta la zona de proyección. Para la
señalización de la zona deseada de la superficie de visualización
se tiene que desplazar este conductor luminoso mecánico a la
posición apropiada, lo que requiere, frente al espejo plegable,
masas móviles claramente mayores y, por consiguiente, un servomotor
dimensionado de manera correspondientemente más robusta, lo que
conlleva de nuevo una elevada necesidad de espacio constructivo y
mayores costes. Resulta desfavorable, por otra parte, que en ambos
casos sólo puede indicarse un único valor teórico con este
dispositivo, que además no es variable en su forma y tamaño.
La US 2002/0050963 A1 muestra una unidad
indicadora de haces luminosos con una correspondiente unidad de
escaneado. Se activan diferentes campos de diodos, reflejándose su
luz, a través de la disposición de proyección y un espejo poligonal
rotatorio, sobre una superficie de visualización. Las fuentes de luz
se implementan además, por ejemplo, como LEDs. Se lleva a cabo una
activación de los haces individuales a través de una electrónica de
control asignada.
El problema subyacente de la presente invención
consiste, por tanto, generalmente en producir un dispositivo
mejorado de indicación del tipo citado inicialmente, que posibilita
la representación de señalizaciones en diferentes formas y tamaños,
así como la indicación simultánea de varias señalizaciones y, por
consiguiente, un empleo más flexible, sin presentar los
inconvenientes descritos.
El dispositivo conforme a la presente invención
de indicación conforme a la Reivindicación 1 presenta la ventaja,
frente a los modos de ejecución conocidos, de que con sólo una única
fuente de luz es posible la indicación simultánea de una multitud
de señalizaciones y/o informaciones, variables en forma y tamaño.
También se pueden representar señalizaciones intermitentes y/o
móviles a lo largo de la superficie de visualización en diferentes
luminosidades. En consecuencia, el dispositivo conforme a la
invención de indicación se puede emplear de manera especialmente
versátil y flexible. Resulta además económico de fabricar, debido a
su sencilla construcción. Resulta además ventajoso, que los LEDs no
estén disponibles sólo en un intervalo de temperaturas claramente
menor, absolutamente apropiado para el empleo en vehículos, sino
también en una muy amplia variedad de colores. La idea subyacente
de la presente invención consiste en que los medios deflectores
desplazables comprendan un elemento rotatorio rotando en continuo,
particularmente un espejo rotatorio, en que se prevé un sistema
óptico para la focalización del haz de luz sobre la superficie de
visualización, y en que se prevén medios de control, con los que
puede activarse el LED intermitentemente. El elemento rotatorio gira
preferentemente con altas velocidades de más de 3000 rpm y es
iluminado por la fuente de luz con un ritmo correspondientemente
alto, de forma que las zonas de la superficie de visualización a
macar con el haz de luz puedan iluminarse con una frecuencia tan
alta, que el ojo humano no puede reconocer el movimiento repetido
del haz de luz y perciba una indicación luminosa continua. De este
modo pueden indicarse las informaciones intencionadas tanto a y/o
desde la(s) posición(es) deseada(s) de la
superficie de visualización, como también en diferentes forma y
tamaño, mediante la conexión y desconexión intencionadas altamente
frecuentes, así como mediante variaciones de la luminosidad del
LED. Así pueden generarse sobre la superficie de visualización, por
ejemplo, no sólo señalizaciones punto a punto mediante el encendido
temporal del LED, sino particularmente también señalizaciones en
forma de arco en cualquier longitud mediante tiempos de conexión del
LED ligeramente más largos.
Mediante la constitución de un sistema óptico
puede compensarse el inconveniente existente en el caso de los
LEDs, frente a los haces de luz casi idealmente paralelos de los
diodos láser, de un perfil del haz menos exactamente definido,
pudiendo disponerse además la óptica, de forma que el haz de luz se
enfoque directa o indirectamente sobre la superficie de
visualización. Particularmente en combinación con una zona
transmisiva de visualización no dispersante o sólo débilmente
dispersante, que puede estar formada, por ejemplo, por la esfera de
un dispositivo de indicación, se pueden proyectar señalizaciones con
apariencia aceptable sobre la superficie de visualización, también
en caso de empleo de LEDs, con aprovechamiento de las ventajas
citadas previamente. Se conserva además el efecto director de la
luz resultante de la óptica para la deflexión del haz de luz, de
forma que también con LEDs puedan alcanzarse densidades luminosas
suficientes de más de 200 cd/m^{2}. Mediante el empleo de LEDs
con un ángulo estrecho de irradiación se pueden lograr además
valores de densidad luminosa especialmente buenos, tal y como se
conocen, por ejemplo, por Osram como diseño OS LxE 65B con lente
integrada.
La superficie de visualización comprende,
conforme a la invención, un medio de transmisión y detrás de la
superficie de visualización se dispone un espejo curvado situado en
un plano de inversión perpendicular al eje de rotación del elemento
rotatorio, correspondiente en su perfil a las zonas marcables de la
superficie de visualización, como medio deflector estático, de
forma que los haces de luz reflejados por el elemento rotatorio
puedan invertirse sobre la cara posterior de la superficie de
visualización. El medio de transmisión puede estar además formado
preferentemente por un disco difusor no dispersante o sólo
débilmente dispersante, de forma que el haz de luz hecho pasar
permanezca tan ajustado como sea posible. El espejo curvado puede
tener, en principio, un perfil curvo formado de cualquier manera
dentro del plano de inversión. Se implementa, sin embargo,
preferentemente curvado en forma de arco o como espejo anular en
forma circular totalmente cerrado, que rodea parcial y/o totalmente
el elemento rotatorio rotando en continuo. El espejo curvado tiene
además preferentemente, independientemente de su forma, una
superficie especular continua. No obstante, si sólo tuvieran que
marcarse determinadas zonas de una superficie de visualización
segmentada, basta también un espejo curvado interrumpido por
secciones y/o una superficie especular interrumpida por
secciones.
secciones.
Los perfeccionamientos y mejoras favorables del
dispositivo de indicación conforme a la invención se deducen de las
reivindicaciones dependientes.
Un modo de ejecución de construcción
especialmente pequeña del dispositivo de indicación puede obtenerse,
debido a una trayectoria del haz compactamente plegada, por el
hecho de que el sistema óptico para la focalización del haz de luz
sobre la superficie de visualización en medios deflectores
desplazables y/o en medios deflectores estáticos dispuestos
adicionalmente para la deflexión del haz de luz esté integrado. Uno
o varios medios deflectores forman además preferentemente espejos
ópticos huecos, por lo que, aparte de esto, también se mejoran las
características de ilustración del dispositivo. Así, la superficie
especular de un espejo anular curvado puede presentar, por ejemplo,
como medio deflector estático una superficie especular curvada
ligeramente cóncava, en vez de una troncocónica.
Resulta además especialmente favorablemente, que
al menos una superficie deflectora y/o superficie especular de los
medios deflectores desplazables y/o estáticos para la integración
del sistema óptico esté arqueada esféricamente, de forma que el
radio de curvatura de la superficie especular en un plano
conteniendo el eje de rotación del elemento rotatorio sea
claramente mayor que el radio de curvatura en un plano situado
perpendicularmente al eje de rotación del elemento rotatorio. Con
estos medios deflectores configurados como espejo paraboloide fuera
de eje se pueden mejorar adicionalmente las propiedades de
ilustración, particularmente la profundidad de afiladura de la
ilustración en la zona de paso de la superficie de visualización. Un
espejo curvado anular puede implementarse además preferentemente
como espejo toroidal, cuya superficie especular esférica en un
plano de corte conteniendo el eje de rotación del elemento rotatorio
tiene un radio, mayor en un factor 1,4 que el radio de curvatura
vigente durante la deflexión en el plano de inversión del espejo
curvado.
En la ordenación de un espejo curvado circular o
en forma de sección circular, el eje de rotación del elemento
rotatorio puede disponerse también desplazado en una dirección de
asimetría excéntricamente al espejo curvado. De este modo se
originan vías ópticas diferentemente largas para el haz de luz, de
forma que la focalización sobre la superficie de visualización se
vuelva más complicada.
Para esto puede preverse, conforme a un primer
modo de ejecución de la invención, que el plano de inversión, en el
que discurre el espejo curvado, se disponga inclinado un ángulo
respecto al plano de la superficie de visualización. La inclinación
se orienta además preferentemente de forma que la distancia axial
entre el espejo curvado y la superficie de visualización en la
posición perimetral del espejo curvado situada en la dirección de
asimetría sea máxima.
Conforme a un modo alternativo de ejecución de
la invención, el espejo curvado puede presentar también a lo largo
de su perfil curvaturas variables en un plano conteniendo el eje de
rotación del elemento rotatorio. En esta ocasión se reduce el radio
de curvatura en un plano conteniendo el eje de rotación del elemento
rotatorio preferentemente con distancia decreciente al eje de
rotación. En el caso de una configuración en forma circular, el
radio de curvatura es más favorablemente mínimo en la posición
perimetral del espejo curvado situada en la dirección de
asimetría.
Acorde a un modo de ejecución especialmente
preferente de la invención se prevé además, que la fuente de luz
comprenda dos LEDs de diferentes colores, así como un espejo
dicroico, a través del cual los haces de luz de los dos LEDs pueden
superponerse mutuamente sin pérdidas apenas. De este modo se pueden
proyectar representaciones multicolores sobre la misma o también
sobre una zona de la superficie de visualización ligeramente
desplazada radialmente, pudiendo generarse no sólo los colores de
ambos LEDs, sino también colores mixtos en caso de control
simultáneo de los LEDs.
Resulta además especialmente favorablemente,
cuando la fuente de luz comprenda tres LEDs de diferentes colores,
así como dos espejos dicroicos o un X-cube, a través
de los cuales y/o del cual pueden superponerse mutuamente los haces
de luz de los tres LEDs sin apenas pérdidas. En caso de empleo de un
LED rojo, verde y azul pueden producirse, por consiguiente,
indicaciones típicas de color mediante el control apropiado de todo
el espectro de color. Cuando además se modifica la razón de
luminosidad de los LEDs dentro de un determinado rango o segmento
de la superficie de visualización, pueden representarse hasta
evoluciones cromáticas. Los llamados X-cubes son
conocidos además particularmente por los proyectores basados en LCD
y se describen, por ejemplo, en la DE 100 03 245 A1. Su principio
de operación consiste, como en los espejos dicroicos, en que una
capa especular elaborada por la tecnología de la capa fina tiene
una reflectividad, que depende fuertemente de la longitud de onda
de la luz. La luz no reflejada tampoco no es absorbida, sino que se
deja pasar, de forma que esta tecnología opera casi son
pérdidas.
Resulta además especialmente favorablemente,
cuando para la sincronización de la fuente de luz con el elemento
rotatorio se disponga de un fotosensor conectado con un control del
dispositivo, de forma que se encuentre en la trayectoria del haz de
un haz de luz desviado por el elemento rotatorio desviado. El
fotosensor puede estar además preferentemente formado por un
fotodiodo, aunque también por un fotoresistor, fototransistor o una
célula fotoeléctrica.
La presente invención se relaciona también con
un procedimiento apropiado al dispositivo descrito anteriormente,
para la indicación de informaciones por medio de la luz sobre
diferentes zonas de una superficie de visualización. El
procedimiento conforme a la invención consiste en que un elemento
rotatorio para la deflexión de un haz de luz se acciona
particularmente con una velocidad de más de 1000, preferentemente de
más de 3000 rpm rotando en continuo, y en que una fuente de luz
comprendiendo al menos un LED se activa intermitentemente, de forma
que un haz de luz producido se dirija exactamente al elemento
rotatorio, cuando el haz de luz desviado y/o reflejado por el
elemento rotatorio incida sobre la zona deseada de la superficie de
visualización.
Mediante el procedimiento de indicación conforme
a la invención se pueden representar simultáneamente, con una única
fuente de luz, varias señalizaciones sobre una superficie de
visualización en forma y tamaño variables, lo que abre
particularmente diferentes posibilidades de aplicación en el caso de
indicaciones de instrumentos combinados para vehículos.
\newpage
En este procedimiento resulta especialmente
favorablemente, que se activen al menos dos LEDs de diferentes
colores para la elaboración de señales indicadoras de diferentes
colores, siendo iluminado un fotosensor alternativa y/o cíclicamente
por todos los LEDs para el control de la marcha, para sincronizar
los LEDs con el elemento rotatorio a través de un control de la
marcha y/o para compensar las diferencias en la luminosidad de los
LEDs, de forma que, mediante la medición relativa de las
luminosidades de los LEDs en el caso de colores mixtos, puedan
compensarse de manera sencilla las desviaciones en la representación
cromática.
En los dibujos se representan los ejemplos de
ejecución de la invención, que se describen más a fondo en la
siguiente descripción. Muestran:
Figura 1: una representación esquemática de una
primera variante de ejecución del dispositivo de indicación conforme
a la invención en sección transversal;
Figura 2a: una representación esquemática
parcial de una segunda variante de ejecución del dispositivo de
indicación conforme a la invención en sección transversal;
Figura 2b: vista superior de una parte del
dispositivo de indicación de la Figura 2a;
Figura 3: una representación esquemática
parcial de una tercera variante de ejecución del dispositivo de
indicación conforme a la invención en sección transversal;
Figura 4: una representación esquemática de
haces de luz con diferentes vías ópticas;
Figura 5: una representación esquemática de una
cuarta variante de ejecución del dispositivo de indicación conforme
a la invención en sección transversal;
Figura 6: representación tridimensional de un
dispositivo de indicación conforme a la Figura 5;
Figura 7a-7c: tres
representaciones de diferentes señalizaciones en un tacómetro; y
Figura 8: representación de un diagrama de
bloques de un dispositivo de indicación conforme a la invención.
El dispositivo de indicación 1 representado en
las Figuras se emplea en combinación con un tacómetro analógico para
un vehículo y se halla junto con éste en una carcasa 2 común. Sirve
para la proyección de marcas luminosas 3 variables (Figuras 7 y 8)
sobre una superficie de visualización 4 en forma de segmento de
circunferencia por el borde externo de la esfera 5 del
tacómetro.
El modo de ejecución mostrado en la Figura 1
tiene una fuente de luz semiconductora en forma de un LED 6, que
aquí se emplea con una sencilla óptica del colimador en el llamado
diseño "Lens-Top". Además, los haces de luz 7
que parten del LED 6 se dirigen primero, a través de un sistema
óptico formado por una lente preferentemente biconvexa 8, sobre un
espejo deflector 9 estacionario, que sirve como medio deflector
estático, para la focalización indirecta de los haces de luz 7
sobre la superficie de visualización 4. Este espejo 9 refleja los
haces de luz 7 en la dirección axial sobre un espejo rotatorio 10
alojado detrás tanto en la trayectoria del haz como también en la
dirección visual de un observador, y que se acciona como medio
deflector desplazable de un motor eléctrico 11, rotando en continuo
con una velocidad de 5000 rpm, al menos durante la representación de
las marcas luminosas 3 deseadas. Cuando no tenga que indicarse
ninguna señalización 3, podrá detenerse claramente también el
espejo rotatorio. El motor eléctrico 11 para el accionamiento del
espejo rotatorio 10 es dirigido además independientemente de la
unidad motriz 12 del indicador mecánico 13 del tacómetro. El motor
11 y la unidad motriz 12 son portados por una pletina 14 prevista en
la carcasa 2 del tacómetro.
Los haces de luz 7 se reflejan desde el espejo
rotatorio 10 hacia fuera, en una dirección correspondiente a su
posición rotatoria sobre la zona, situada en esta dirección, de un
espejo curvado anular 15, dispuesto como medio deflector estático
adicional detrás de la superficie de visualización 4. El espejo
curvado 15 se extiende en un plano de inversión 17 perpendicular al
eje de rotación 16 del espejo rotatorio 10 orientado a lo largo de
una curva, que corresponda a la superficie de visualización 4
asociada. Basta además, que la superficie especular 18 reflectante
del espejo curvado 15 se extienda a lo largo de un sector
correspondiente a la superficie de visualización 4, incluso cuando
el cuerpo del espejo curvado 15 se implementa aquí en forma
circular cerrada y rodea totalmente el espejo rotatorio 10. La
superficie especular 18 está diseñada en forma troncocónica y
desvía los haces de luz 7 en una dirección discurriendo al menos
esencialmente paralela al eje 16 del espejo rotatorio 10 sobre la
cara posterior de la superficie de visualización 4. La superficie
de visualización 4 está formada aquí por una zona transiluminable de
la esfera 5 situada antes de una abertura 19.
El modo de ejecución representado en la Figura 2
se distingue de este dispositivo de indicación 1 esencialmente por
el hecho de que aquí el sistema óptico para la focalización de los
haces de luz 7 sobre la superficie de visualización 4 están
integrados en el espejo rotatorio 10 y en el espejo curvado 15, de
forma que se obtenga un diseño esencialmente compacto. A tal efecto
se implementa el espejo rotatorio 10 como espejo hueco óptico con
una superficie especular 20 curvada cóncava. También la superficie
especular 18 del espejo curvado 15 puede estar curvada, siendo esta
curvatura preferentemente esférica. El radio de curvatura de la
superficie especular 18 asciende además, en el plano de diseño
comprendiendo el eje de rotación 16 del espejo rotatorio 10, a
aproximadamente 1,4 veces el radio de curvatura R en el plano de
inversión 17 situado perpendicularmente al eje de rotación 16 del
espejo rotatorio 10.
Aparte de esto, en la Figura 2, así como también
en la Figura 3, se emplean dos LEDs 6a y 6b de diferentes colores,
de forma que las marcas luminosas 3 a visualizar puedan
representarse, tanto en los dos colores de los LEDs 6a, 6b, como
también, en caso de un control apropiado de la luminosidad de los
LEDs 6a y 6b, en tonos mixtos cualesquiera. Los haces de luz 7a y
7b partiendo de los LEDs 6a y 6b situados sobre la pletina 14 en
dirección a la superficie de visualización 4 son reflejados además
primero, en cada caso, por un espejo deflector estático 21a y 21b
al espejo dicroico 22 representado en la Figura 2b en una vista
superior. En el espejo dicroico 22 se superponen los dos haces de
luz 7a y 7b mutuamente y se cursan como haz de luz 7 común en un
color mixto. El espejo dicroico 22 deja pasar además los haces de
luz 7a partiendo del LED 6a con una longitud de onda de 540 nm en
línea recta, mientras que refleja los haces de luz 7b partiendo del
LED 6b con una longitud de onda de 628 nm unos 90º respecto a la
dirección de los haces de luz 7a. Los haces de luz 7 superpuestos
se dirigen entonces, tal y como se describe en la Figura 1,
sucesivamente a través del espejo deflector estático 9, del espejo
rotatorio de giro 10 y del espejo curvado 15 sobre la superficie de
visualización 4, formada aquí por un disco difusor 23 débilmente
dispersante, sobre el que se coloca la esfera 5 para el indicador
13.
También en la variante representada en la Figura
3 se superponen mutuamente los haces de luz 7a y 7b de dos LEDs 6a y
6b de diferentes colores en un espejo dicroico 22, dispuesto, al
igual que ambos LEDs 6a, 6b, por debajo de la 14. Los sistemas
ópticos para la focalización de los haces de luz 7 sobre la
superficie de visualización 4 se integran aquí en el espejo
deflector 9 y en el espejo rotatorio 10, implementados ambos como
espejos huecos.
En las variantes de ejecución de los
dispositivos de indicación 1 mostradas en las Figuras 1 a 3, el
espejo rotatorio 10 se aloja, en cada caso, junto al indicador
mecánico 13 y, por consiguiente, excéntricamente a la superficie de
visualización 4, que se dispone de nuevo concéntricamente respecto a
la esfera 5 del tacómetro analógico. De esto resultan las
diferencias representadas en la Figura 4 en la vía óptica a y b de
los haces de luz. En la Figura 4, el espejo rotatorio 10 se desplaza
desde el centro en una dirección de asimetría 24 dirigida hacia
arriba. Por consiguiente, la distancia radial b del espejo rotatorio
10 al espejo curvado 15 es mínima en esta dirección de asimetría 24.
Esta distancia es considerablemente mayor en las demás direcciones,
tal y como se muestra, por ejemplo, en a, de lo que pueden resultar
problemas durante la focalización de los haces de luz 7 sobre la
superficie de visuali-
zación 4.
zación 4.
Para la compensación de estas diferentes vías
ópticas a y b y, por consiguiente, para la mejora de la
focalización, el espejo curvado 15 puede disponerse inclinado un
ángulo \alpha, tal y como se representa en las Figuras 5 y 6.
Además, la inclinación se selecciona, de forma que la distancia
axial entre el espejo curvado 15 y la superficie de visualización 4
sea máxima (25b) en la posición perimetral del espejo curvado 15
situada en la dirección de asimetría 24 y mínima (25a) en la
posición diametralmente opuesta.
En las Figuras 7a, 7b y 7c se representan tres
ejemplos de diferentes marcas luminosas. La Figura 7a muestra una
señalización punto a punto individual junto a la línea divisoria
asignada a la cifra 60. De este modo puede indicarse, por ejemplo,
una velocidad teórica. En la Figura 7b se indican simultáneamente
tres señalizaciones, que corresponden aproximadamente a los valores
35, 50 y 80 de la esfera. De este modo pueden indicarse, por
ejemplo, marcas para un tempomat por etapas. En la Figura 7c se
indica, además de una señalización punto a punto junto a la línea
divisoria asignada a la cifra 60, al mismo tiempo también una marca
de banda en forma de arco, que se extienda aproximadamente desde el
valor 10 hasta el valor 45 de la esfera. De este modo pueden
indicarse, por ejemplo, determinadas zonas para un tempomat de
asiento. Mediante las variaciones de los colores y/o de las
luminosidades, así como mediante marcas luminosas intermitentes y/o
que se desplazan a lo largo del perímetro se originan numerosas
posibilidades de variación para la visualización de las marcas.
El dispositivo de indicación conforme a la
invención 1 opera, conforme a la representación de la Figura 8, tal
y como sigue: El espejo rotatorio 10 gira con una velocidad muy alta
de, por ejemplo, 5000 rpm. El LED 6 y/o los LEDs 6a y 6b de la
fuente de luz se activa(n) intermitentemente con un ritmo muy
alto, de forma que los haces de luz 7 producidos incidan
exactamente sobre el espejo rotatorio 10, cuando se desvíen y/o se
reflejen en la dirección deseada. La sincronización necesaria para
ello puede efectuarse preferentemente por el control de la marcha
26 de un controlador esclavo 27. Adicionalmente puede disponerse un
fotodiodo 28, de forma que se encuentre en la trayectoria del haz
de un haz de luz 7 desviado por el espejo rotatorio 10 o por un
espejo rotatorio adicional dispuesto a prueba de torsión y envíe, en
caso de recepción de un haz de luz 7, una señal apropiada al
control de la marcha 26 a través de un controlador 29, de forma que
se conozca la posición instantánea del espejo rotatorio. El control
de la marcha está más favorablemente conectado a través de dos
temporizadores 30a y 30b a un bucle regulador de fases (PLL) 31 para
la sincronización del controlador del motor 32 con el controlador
del LED 33, conectados asimismo con el control de la marcha 26. El
controlador del motor 32 se conecta al motor EC 11 y el controlador
del LED se conecta a ambos LEDs 6a y 6b. A través de una interfaz
34 se alimentan al control de la marcha 26 informaciones externas
acerca de las marcas luminosas 3 a visualizar.
Mediante las tolerancias de fabricación y otras
influencias pueden producirse diferencias de las luminosidades de
los LED y, por tanto, en los colores mixtos, desviaciones en la
representación cromática. Estas se pueden compensar en esta ocasión
de manera sencilla, por el hecho de que el fotodiodo 28 u otro
fotosensor, empleado para la sincronización, sea iluminado
alternativamente con diferentes colores y se emplee para una
medición relativa de la luminosidad.
Aunque la presente invención se haya descrito
aquí únicamente mediante los ejemplos preferentes de ejecución, no
está limitada a ellos, sino que puede modificarse de las más
diversas maneras. Particularmente la forma de las escalas y la
distribución de la esfera no están limitados a los ejemplos
mostrados, sino que pueden configurarse de cualquier modo. Tampoco
la conexión del dispositivo de indicación conforme a la invención 1
a un dispositivo de visualización analógico de indicadores es
incondicionalmente necesaria.
También se pueden emplear, por ejemplo, prismas
de reflexión y/o prismas de desviación en vez de de espejos para la
deflexión de los haces de luz.
Claims (10)
1. Dispositivo de indicación, particularmente
para instrumentos combinados de vehículos, con una fuente de luz
comprendiendo al menos un LED (6, 6a, 6b) para la generación de un
haz de luz (7, 7a, 7b), que pueda dirigirse selectivamente sobre
diferentes zonas de una superficie de visualización (4) a través de
medios deflectores (10) desplazables, comprendiendo los medios
deflectores desplazables un elemento rotatorio (10) rotando en
continuo, particularmente un espejo rotatorio, previéndose un
sistema óptico (8, 18, 20) para la focalización del haz de luz (7)
sobre la superficie de visualización (4) y previéndose medios de
control (26), mediante los cuales puede activarse el LED (6, 6a, 6b)
intermitentemente, caracterizado porque la superficie de
visualización (4) comprenda un medio de transmisión,
particularmente un disco difusor (23, y porque detrás de la
superficie de visualización (4) se disponga, como medio deflector
estático, un espejo curvado (15), configurado preferentemente en
forma de arco o en forma circular, situado en un plano (17)
perpendicular al eje de rotación (16) del elemento rotatorio (10),
de forma que los haces de luz (7) reflectados por el elemento
rotatorio (10) puedan reflejarse sobre la cara posterior de la
superficie de visuali-
zación (4).
zación (4).
2. Dispositivo de indicación acorde a la
Reivindicación 1, caracterizado porque los sistemas ópticos
(18, 20) para la focalización del haz de luz (7) sobre la superficie
de visualización (4) estén integrados en medios deflectores (9, 10,
15) desplazables y/o estáticos.
3. Dispositivo de indicación acorde a la
Reivindicación 2, caracterizado porque al menos una
superficie deflectora (18, 20) de los medios deflectores (9, 10, 15)
desplazables y/o estáticos está arqueada esféricamente, siendo el
radio de curvatura de la superficie deflectora en un plano
conteniendo el eje de rotación (16) del elemento rotatorio (10)
mayor que el radio de curvatura (R) en un plano situado
perpendicularmente al eje de rotación (16) del elemento rotatorio
(10).
4. Dispositivo de indicación acorde a una de las
anteriores Reivindicaciones, caracterizado porque el espejo
curvado (15) tiene un perfil circular o en forma de sección
circular, disponiéndose el elemento rotatorio (10) girando en
continuo excéntricamente al espejo curvado (15), y porque el espejo
curvado (15) está inclinado un ángulo (\alpha) respecto al plano
de la superficie de visualización (4).
5. Dispositivo de indicación acorde a una de las
anteriores Reivindicaciones, caracterizado porque el espejo
curvado (15) presenta curvaturas variables a lo largo de su perfil
en un plano conteniendo el eje de rotación (16) del elemento
rotatorio (10).
6. Dispositivo de indicación acorde a una de las
anteriores Reivindicaciones, caracterizado porque la fuente
de luz comprende dos LEDs de diferentes colores (6a, 6b), así como
un espejo dicroico (22), mediante el cual los haces de luz (7a, 7b)
de los dos LEDs (6a, 6b) puedan superponerse mutuamente.
7. Dispositivo de indicación acorde a la
Reivindicación 6, caracterizado porque la fuente de luz
comprende tres LEDs de diferentes colores así como, dos espejos
dicroicos o un X-cube, mediante el cual pueden
superponerse mutuamente los haces de luz de los tres LEDs.
8. Dispositivo de indicación acorde a una de las
anteriores Reivindicaciones, caracterizado porque para la
sincronización de la fuente de luz (6, 6a, 6b) con el elemento
rotatorio (10) se dispone un fotosensor (28) conectado con un
control del dispositivo (26) de tal manera que se encuentre en la
trayectoria del haz de un haz de luz (7) desviado por el elemento
rotatorio (10).
9. Procedimiento para la indicación de
informaciones mediante la luz sobre diferentes zonas de una
superficie de visualización (4), preferentemente sobre una
superficie de visualización de un instrumento combinado para
vehículos, particularmente con un dispositivo de indicación (1)
acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, con los siguientes
pasos procedimentales:
- -
- se acciona un elemento rotatorio (10) para la deflexión de un haz de luz (7) en rotación continua,
- -
- una fuente de luz comprendiendo al menos un LED (6, 6a, 6b) se activa intermitentemente, de tal manera que un haz de luz (7, 7a, 7b) producido se dirija exactamente al elemento rotatorio (10), cuando el haz de luz (7) desviado por el elemento rotatorio (10) incide indirecta o directamente sobre la zona deseada de la superficie de visualización (4),
- -
- los haces de luz (7) reflectados por el elemento rotatorio (10) se reflejan sobre la cara posterior de la superficie de visualización (4), efectuándose la deflexión a través de un espejo curvado (15) como medio deflector estático, encontrándose el espejo curvado en un plano (17) perpendicular al eje de rotación (16) del elemento rotatorio (10) y estando configurado preferentemente en forma de arco o en forma circular y disponiéndose el espejo curvado detrás de la superficie de visualización (4) comprendiendo un medio de transmisión, particularmente un disco difusor.
\newpage
10. Procedimiento acorde a la Reivindicación 9,
caracterizado porque al menos dos LEDs de diferentes colores
(6a, 6b) se activan para la generación de marcas luminosas (3) de
diferentes colores, estando un fotosensor (28) irradiado
alternativamente y/o cíclicamente por todos los LEDs (6a, 6b) para
el control de la trayectoria, para sincronizar los LEDs (6a, 6b) con
el elemento rotatorio (10) y/o para compensar las diferencias de
luminosidad de los LEDs (6a, 6b).
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