EP1588094B1 - Dispositif d'eclairage portatif a diode electroluminescente - Google Patents

Dispositif d'eclairage portatif a diode electroluminescente Download PDF

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EP1588094B1
EP1588094B1 EP04705836A EP04705836A EP1588094B1 EP 1588094 B1 EP1588094 B1 EP 1588094B1 EP 04705836 A EP04705836 A EP 04705836A EP 04705836 A EP04705836 A EP 04705836A EP 1588094 B1 EP1588094 B1 EP 1588094B1
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EP
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diode
lighting lamp
lamp according
casing
support
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Paul Petzl
Alain Maurice
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Zedel SAS
Original Assignee
Zedel SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/06—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors
    • F21V14/065—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors in portable lighting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • An LED light emitting diode typically comprises a semiconductor component associated with a reflector within a transparent plastic casing, for example based on an epoxy resin.
  • the front part of the molded envelope constitutes an internal lens or loupe, through which the light radiation produced by the light-emitting diode passes as a result of its connection to a power source.
  • the viewing angle emitted by the diode depends on the shape of the reflector and the internal distance between the component and the lens. This viewing angle is constant for a type of LED, for example 20 °, and concentrates the majority of the useful luminous flux.
  • an LED In order to vary the intensity of the luminous flux emitted by an LED, it is conventional to supply it via an adjustable current electronic circuit, for example a DC-DC converter, or a microcontroller connected to a battery. or batteries. This adjustment of the supply current causes a variation of the illumination power, but does not act on the radiation angle of the useful light beam.
  • a conventional reflector of an incandescent lamp also does not allow to vary the viewing angle of an LED, because it acts in an area where the lamp emits very little light.
  • the document US 6474837 relates to a light emitting diode lamp, according to the preamble of claim 1, and comprising a turntable in the form of a diaphragm pierced with orifices and provided with lenses placed in line with the orifices.
  • the document WO 01/57431 discloses a lighting device consisting of an LED diode in front of which is permanently arranged a translational lens to change the relative distance from the diode.
  • the object of the invention is to provide a portable LED diode lamp for easily adjusting the angle of the illuminating cone of said LED diode, to adjust the concentration of the luminous flux to obtain a wide range of illumination. short, or narrow and long-range lighting ..
  • this object is achieved by the fact that the light-emitting diode of the emitter module is associated at the front with a magnifier housed in the orifice of the housing, and that the support of the lens is mounted on the outside of the housing. casing by coming in front of the magnifying glass in the active position.
  • the lens holder can be mounted on a tilting or sliding plate, or on a rotary knob.
  • a portable lighting device 10 comprises an emitter module ME equipped with at least one LED 11 for emitting a light beam, an element 12 for fixing and connecting said diode, and adjustment means of the light beam.
  • the emitter module ME may consist of a single diode or a plurality of diodes 11 depending on the desired power rating.
  • the element 12 of rectangular shape is secured to a base 13 equipped with a pair of slots 14 for receiving the fastening strap (not shown) of the headlamp.
  • the adjustment means comprise an optical focusing device 15 that can be moved manually by the user in front of each LED.
  • the illuminating cone can be obtained, either wide and short-range illumination, or narrow and long-range illumination.
  • the optical focusing device 15 advantageously comprises two Fresnel lenses 16 integral with a movable support 17 movable between an inactive position located outside the light emission field of the diodes 11 ( Figures 1 to 3 ), and an active position ( Figures 4 and 5 ) in which the lenses 16 are traversed by said light beam by undergoing a deviation of the viewing angle.
  • the lenses 16 are carried by a folding plate of the support 17, which is pivotally mounted about a horizontal axis 18 arranged at the upper part of the base 13.
  • the support plate 17 bears on the upper edge of the element 12, leaving the diodes 11 visible.
  • the user folds the plate of the mobile support 17 in front of the front face of the device. lighting 10 (arrow F1, figure 5 ), forcing the light beam emitted by the diodes 11 to pass through the lenses 16. This then results in a variation of the viewing angle and the illumination cone, to obtain either a wide illumination and short range, or a lighting narrow and long reach.
  • the Figures 11A and 11B represent a Fresnel lens 11 used in the optical focusing device 15 of Figures 1 to 5 . It comprises a flat transparent substrate 19, made of polycarbonate or resin, in which are etched streaks 20 distributed in several concentric circular tracks 21 on one of the faces. The central portion 22 of the lens 11 is slightly curved and devoid of striations 20.
  • the mobile support element 12 may comprise a plurality of lenses 16 corresponding to the same number of LEDs.
  • the latter can be arranged in alignment, staggered, or angularly distributed at regular intervals around the periphery of the optical focusing device 15.
  • the optical focusing device 15 instead of being mounted on a support 17 with folding plate, is fixed on a rotary knob 23 rotatable on a tip 24 of the support member 12 of circular shape.
  • the two lenses 16 are diametrically opposed, and the angular adjustment stroke of the button 23 between the inactive position ( figure 8 ) and the active position ( figure 9 ) corresponds to a quarter turn in the case of two LEDs.
  • the distance d between the end of the button 23 and a stop 25 of the support member 12 can be changed during an axial movement movement of the focusing device. This results in a continuous adjustment of the angle of the lighting cone of the light beam following the relative movement of the lens 16 relative to the diode 11.
  • a lamp L1 is provided with an emitter module ME with a single diode 11 mounted at the rear on a radiator 31 and associated at the front with a magnifying glass 30.
  • a module Semiconductor emitter ME is a standard commercial component, housed inside the housing 28 and intended to emit a light beam through a circular orifice 32 of the housing.
  • a plate 26 carries the optical focusing device 15, which may be made of integrated optics, for example polycarbonate or glass. The plate 26 is pivotally mounted about a horizontal axis located below the emitter module ME.
  • the plate 26 In the active position ( figure 12 ), the plate 26 is placed in front of the magnifying glass 30, and is traversed by the beam emitted by the diode 11. In the inactive position ( figures 13 and 14 ), the plate 26 is lowered by bearing on a flange 27 fixed housing 28 to be protected.
  • a lamp L2 comprises a housing 28 of rectangular shape, having a housing compartment of the transmitter module ME, and a sliding drawer 33 integrating the optical focusing device 15.
  • the drawer 33 is movable in translation in a vertical plane perpendicular to the light beam thanks to guide grooves 29 provided in the housing 28.
  • the slide 33 is protected by a removable cap 34 which can be plugged into the housing 28.
  • a gripping pin 35 moves the slide 33 between the retracted position ( figures 19 ) and the apparent position ( figure 18 ).
  • the cap 34 may remain in place during this setting operation.
  • the drawer 33 constitutes a one-piece piece having a predetermined focal length. This piece is easily interchangeable after removal of the cap 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne une lampe d'éclairage portative comprenant :
    • un boîtier muni d'un orifice,
    • un module émetteur équipé d'une diode électroluminescente pour l'émission d'un faisceau lumineux à travers l'orifice,
    • un élément de fixation et de connexion de ladite diode,
    • et des moyens de réglage du faisceau lumineux comprenant un dispositif optique de focalisation formé par au moins une lentille agencée sur un support transparent pour former une pièce monobloc, ledit support étant déplaçable manuellement entre une position inactive située en dehors du champ d'émission lumineux de la diode, et une position active en regard de la diode pour faire varier l'angle de visualisation du faisceau lumineux.
    État de la technique
  • Une diode électroluminescente LED comprend d'une manière classique un composant semi-conducteur associé à un réflecteur à i'intérieur d'une enveloppe en matière plastique transparente, par exemple à base de résine époxyde. La partie antérieure de l'enveloppe moulée constitue une lentille ou loupe interne, traversée par le rayonnement lumineux produit par la diode électroluminescente suite à son raccordement à une source d'alimentation. L'angle de visualisation émis par la diode dépend de la forme du réflecteur et de la distance interne entre le composant et la lentille. Cet angle de visualisation est constant pour un type de diode LED, par exemple de 20°, et concentre la majorité du flux lumineux utile.
  • Pour faire varier l'intensité du flux lumineux émis par une diode LED, il est classique de l'alimenter par l'intermédiaire d'un circuit électronique à courant réglable, par exemple un convertisseur DC-DC, ou un microcontrôleur raccordé à une batterie ou des piles. Ce réglage du courant d'alimentation provoque une variation de la puissance d'éclairement, mais n'agit pas sur l'angle de rayonnement du faisceau lumineux utile. Un réflecteur classique d'une lampe à incandescence ne permet pas non plus de faire varier l'angle de visualisation d'une diode LED, car il agit dans une zone où la lampe émet très peu de lumière.
  • Le document US 6474837 concerne une lampe d'éclairage à diodes électroluminescentes, conforme au préambule de la revendication 1, et comprenant un plateau tournant en forme de diaphragme percé d'orifices et muni de lentilles placées au droit des orifices.
  • Le document WO 01/57431 décrit un dispositif d'éclairage composé d'une diode LED devant laquelle est agencée en permanence une lentille déplaçable en translation pour modifier la distance relative par rapport à la diode.
    • Objet de l'invention
  • L'invention a pour but de réaliser une lampe d'éclairage portative à diode LED permettant de régler facilement l'angle du cône d'éclairement de ladite diode LED, pour ajuster la concentration du flux lumineux afin d'obtenir un éclairage large de portée courte, ou un éclairage étroit et de longue portée..
  • Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la diode électroluminescente du module émetteur est associée à l'avant à une loupe logée dans l'orifice du boîtier, et que le support de la lentille est monté à l'extérieur du boîtier en venant se placer devant la loupe en position active.
  • Le support de la lentille peut être monté sur une plaque basculante ou coulissante, ou sur un bouton rotatif.
    • Description sommaire des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'éclairage portatif connu ;
    • les figures 2 et 3 montrent des vues de face et de profil de la figure 1, le dispositif optique de focalisation étant représenté dans la position inactive ;
    • les figures 4 et 5 montrent des vues identiques des figures 2 et 3, avec le dispositif optique de focalisation déplacé par basculement vers la position active ;
    • les figures 6 et 7 illustrent une variante de réalisation du dispositif de la figure 1, respectivement après montage et enlèvement du dispositif optique de focalisation à bouton rotatif ;
    • les figures 8 et 9 sont des vues de face de la figure 6, respectivement en position inactive et en position active du bouton rotatif ;
    • les figures 10 et 11 représentent des vues en coupe selon la ligne 10-10 de la figure 8, pour un réglage continu de focalisation par déplacement axial du bouton rotatif entre deux positions extrêmes;
    • les figures 11A et 11B représentent respectivement une vue de face et une vue en coupe d'une lentille de Fresnel utilisée dans le dispositif optique de focalisation ;
    • les figures 12 et 13 montrent des vues en perspective d'une lampe d'éclairage selon l'invention, la lampe étant équipée d'un dispositif optique de focalisation à plaque pivotante, respectivement en position active et en position inactive ;
    • la figure 14 est une vue en coupe verticale de la figure 13 ;
    • les figures 15 à 17 représentent une variante de réalisation de la lampe selon l'invention, avec un dispositif optique de focalisation coulissant dans un plan vertical, et illustré respectivement en position inactive avant et après enlèvement d'un capuchon de protection, et en position active ;
    • les figures 18 et 19 sont des vues en coupe de la lampe selon les lignes 18-18 et 19-19 des figures 17 et 15.
    Description de modes particuliers de réalisation.
  • En référence aux figures 1 à 5, un dispositif d'éclairage 10 portatif comprend un module émetteur ME équipé d'au moins une diode LED électroluminescente 11 pour l'émission d'un faisceau lumineux, un élément 12 de fixation et de connexion de ladite diode, et des moyens de réglage du faisceau lumineux. Dans l'exemple illustré, deux diodes LED sont utilisées, mais il est clair que le module émetteur ME peut être constitué d'une seule diode ou d'une pluralité de diodes 11 en fonction de la puissance nominale souhaitée.
  • L'élément 12 de forme rectangulaire est solidarisé à une embase 13 équipée d'une paire de fentes 14 destinées à recevoir la sangle de fixation (non représentée) de la lampe frontale.
  • Pour faire varier l'angle du cône d'éclairement émis par les diodes LED 11, les moyens de réglage comportent un dispositif optique de focalisation 15 susceptible d'être déplacé manuellement par l'utilisateur devant chaque diode LED. On peut ainsi obtenir deux réglages du cône d'éclairement, soit un éclairage large et de portée courte, soit un éclairage étroit et de portée longue.
  • Le dispositif optique de focalisation 15 comporte avantageusement deux lentilles de Fresnel 16 solidaires d'un support mobile 17 déplaçable entre une position inactive située en dehors du champ d'émission lumineux des diodes 11 (figures 1 à 3), et une position active (figures 4 et 5) dans laquelle les lentilles 16 sont traversées par ledit faisceau lumineux en subissant une déviation de l'angle de visualisation.
  • Les lentilles 16 sont portées par une plaque rabattable du support 17, lequel est monté à pivotement autour d'un axe horizontal 18 agencé à la partie supérieure de l'embase.13. Dans la position inactive, la plaque du support 17 prend appui sur le rebord supérieur de l'élément 12 en laissant apparaître les diodes 11. Dans la position active, l'utilisateur rabat la plaque du support 17 mobile devant la face avant du dispositif d'éclairage 10 (flèche F1, figure 5), obligeant le faisceau lumineux émis par les diodes 11 à traverser les lentilles 16. Il en résulte alors une variation de l'angle de visualisation et du cône d'éclairement, pour obtenir soit un éclairage large et de portée courte, soit un éclairage étroit et de portée longue.
  • Les figures 11A et 11B représentent une lentille de Fresnel 11 utilisée dans le dispositif optique de focalisation 15 des figures 1 à 5. Elle comporte un substrat 19 transparent plat, réalisé en polycarbonate ou résine, dans lequel sont gravées des stries 20 réparties en plusieurs pistes 21 circulaires concentriques sur l'une des faces. La partie centrale 22 de la lentille 11 est légèrement bombée et dépourvue de stries 20.
  • Il est clair que l'élément de support 12 mobile peut comprendre une pluralité de lentilles 16 correspondant à un même nombre de diodes LED. Ces dernières peuvent être disposées en alignement, en quinconce, ou réparties angulairement à intervalles réguliers autour de la périphérie du dispositif optique de focalisation 15.
  • Sur la variante de réalisation des figures 6 à 11, les mêmes numéros de repères seront utilisés pour désigner des pièces identiques ou similaires à celles des figures 1 à 5. Le dispositif optique de focalisation 15 au lieu d'être monté sur un support 17 à plaque rabattable, est fixé sur un bouton 23 rotatif susceptible de tourner sur un embout 24 de l'élément de support 12 de forme circulaire. Les deux lentilles 16 sont diamétralement opposées, et la course angulaire de réglage du bouton 23 entre la position inactive (figure 8) et la position active (figure 9) correspond à un quart de tour dans le cas de deux LED.
  • Sur les figures 10 et 11, la distance d entre l'extrémité du bouton 23 et une butée 25 de l'élément de support 12 peut être modifiée au cours d'un mouvement de déplacement axial du dispositif de focalisation. Il en résulte un réglage continu de l'angle du cône d'éclairage du faisceau lumineux suite au mouvement relatif de la lentille 16 par rapport à la diode 11.
  • En référence aux figures 12 à 14 correspondant au premier mode de réalisation de l'invention, une lampe L1 est dotée d'un module émetteur ME avec une seule diode 11 montée à l'arrière sur un radiateur 31 et associée à l'avant à une loupe 30. Un tel module émetteur ME à semiconducteur est un composant standard du commerce, logé à l'intérieur du boîtier 28 et destiné à émettre un faisceau lumineux à travers un orifice 32 circulaire du boîtier. Une plaque 26 porte le dispositif optique de focalisation 15, lequel peut être réalisé en optique intégré, par exemple en polycarbonate ou en verre. La plaque 26 est montée à pivotement autour d'un axe horizontal situé sous le module émetteur ME. Dans la position active (figure 12), la plaque 26 est placée devant la loupe 30, et est traversée par le faisceau émis par la diode 11. Dans la position inactive (figures 13 et 14), la plaque 26 est abaissée en prenant appui sur un rebord 27 fixe du boîtier 28 pour être protégée.
  • Selon le deuxième mode de réalisation de réalisation illustré aux figures 15 à 19, une lampe L2 comporte un boîtier 28 de forme rectangulaire, ayant un compartiment de logement du module émetteur ME, et un tiroir 33 coulissant intégrant le dispositif optique de focalisation 15. Le tiroir 33 est mobile en translation dans un plan vertical perpendiculaire au faisceau lumineux grâce à des rainures 29 de guidage prévues dans le boîtier 28. Le tiroir 33 est protégé par un capuchon 34 amovible pouvant être enfiché dans le boîtier 28. Un ergot de préhension 35 permet de déplacer le tiroir 33 entre la position rétractée (figures 19) et la position apparente (figure 18). Le capuchon 34 peut rester en place durant cette opération de réglage.
  • Le tiroir 33 constitue une pièce monobloc, ayant une distance focale prédéterminée. Cette pièce est facilement interchangeable après retrait du capuchon 34.

Claims (9)

  1. Lampe d'éclairage (10) portative comprenant :
    - un boîtier (28) muni d'un orifice (32),
    - un module émetteur (ME) équipé d'une diode électroluminescente (11) pour l'émission d'un faisceau lumineux à travers l'orifice (28),
    - un élément (12) de fixation et de connexion de ladite diode,
    - et des moyens de réglage du faisceau lumineux comprenant un dispositif optique de focalisation (15) formé par au moins une lentille agencée sur un support (26, 33) transparent pour former une pièce monobloc, ledit support étant déplaçable manuellement entre une position inactive située en dehors du champ d'émission lumineux de la diode (11), et une position active en regard de la diode (11) pour faire varier l'angle de visualisation du faisceau lumineux,
    caractérisée en ce que la diode électroluminescente (11) du module émetteur (ME) est associée à l'avant à une loupe (30) logée dans l'orifice (32) du boîtier (28), et que le support (26, 33) de la lentille est monté à l'extérieur du boîtier (28) en venant se placer devant la loupe (30) en position active.
  2. Lampe d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lentille (16) est une lentille de Fresnel.
  3. Lampe d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support (26, 33) mobile est bistable pour obtenir un éclairage large de portée courte, ou un éclairage étroit de portée longue.
  4. Lampe d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support mobile (26) du dispositif optique de focalisation (15) est formé par une plaque basculante montée à pivotement autour d'un axe (18) s'étendant orthogonalement par rapport à la diode (11).
  5. Lampe d'éclairage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la plaque du support (26) prend appui en position inactive sur un rebord (27) fixe à l'extérieur du boîtier (28).
  6. Lampe d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support mobile (33) du dispositif optique de focalisation (15) est formé par un tiroir (33) monté à coulissement dans des rainures (29) du boîtier (28) pour se positionner devant la loupe (30) en position active.
  7. Lampe d'éclairage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le tiroir (33) du dispositif optique de focalisation (15) est constitué par une pièce interchangeable ayant une distance focale prédéterminée.
  8. Lampe d'éclairage selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le tiroir (33) est protégé par un capuchon (34) amovible pouvant être enfiché dans le boîtier (28), et autorisant le coulissement du tiroir (33) entre la position rétractée et la position apparente.
  9. Lampe d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la diode (11) électroluminescente est connectée à l'arrière sur un radiateur (31) logé dans le boîtier (28).
EP04705836A 2003-01-29 2004-01-28 Dispositif d'eclairage portatif a diode electroluminescente Expired - Lifetime EP1588094B1 (fr)

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DE (1) DE602004012389T2 (fr)
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