IT201900000058A1 - Dispositivo optoelettronico del tipo LED (light emitting diode) o simili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: “Dispositivo optoelettronico del tipo LED (light emitting diode) o simili”

DESCRIZIONE

La presente invenzione Ha per oggetto un dispositivo optoelettronico del tipo LED (light emitting diode) o simili, comprendente almeno due emettitori, che sono contenuti all’interno di un nivolucro esterno trasparente, in modo da consentire il passaggio della luce generata dai detti almeno due emettitori.

Preferibilmente l’invenzione si riferisce ai LED di tipo indirizzabile, ossia LED che sono configurati in modo da ricevere istruzioni per il pilotaggio della intensità di luce da emettere, unitamente ad ulteriori dati di comando, inviati da una unità di controllo collegata a detti LED.

Quella appena descritta è la comune configurazione dei LED noti allo stato dell’arte, come ad esempio i noti LED RGB (Red, Green and Blue), ossia LED che presentano tre emettitori, in particolare un emettitore atto ad emettere una luce rossa, un emettitore atto ad emettere una luce verde ed un emettitore atto ad emettere una luce blu.

Attraverso la miscelazione dei colori emessi dai tre emettitori, si riescono ad ottenere diverse possibili colorazioni, soprattutto grazie alla presenza di involucri opachi, traslucidi (o lenti), che permettono di ottenere una miscela omogenea dei tre colori per generare un colore unico.

Nonostante i diversi algoritmi di pilotaggio dei LED noti allo stato dell’arte e nonostante lo sviluppo tecnologico sia degli emettitori che delle lenti, rimangono ancora insoddisfatti alcuni bisogni degli utenti, soprattutto relativi all’ottenimento di effetti particolari, quali colorazioni particolarmente brillanti e luminose.

Ad esempio, con i LED noti allo stato dell’arte si possono ottenere le più disparate colorazioni, sia a livello di luminosità che di brillantezza, ma gli effetti sono limitati alle colorazioni che derivano da una miscela dei colori rosso, verde e blu.

Nonostante in teoria sia possibile, con opportune miscelazioni dei colori primari rosso, verde e blu, ottenere qualsiasi colore dello spettro visivo, non è possibile ottenere questo risultato nella pratica in corrispondenza di singole luci LED, in quanto, maggiore è la necessità di miscelazione dei colori, maggiore è la quantità di materiale opaco necessario e richiede un involucro opaco che impedisce la brillantezza e rende il colore omogeneo e immutabile al variare del punto di vista dell’osservatore.

La presente invenzione si prefigge infatti come scopo di realizzare un LED in grado di emettere una sorgente di luce che possa ricreare un effetto “metallico”, ossia di emettere una luce con una miscela di colori ed un livello di brillantezza tale da ricreare in modo efficace il colore dei metalli, come ad esempio oro, argento, rame, bronzo.

La presente invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un dispositivo come descritto in precedenza, in cui ciascun emettitore è configurato in modo tale da emettere una luce bianca, di intensità variabile, ciascuna ad una differente temperatura di colore.

Come noto allo stato dell’arte, si specifica che il termine temperatura di colore è utilizzato in illuminotecnica, in fotografia e in altre discipline correlate per quantificare la tonalità della luce, si misura in kelvin (https://it.wikipedia.org/wiki/Temperatura_di_colore) .

L’opportuna miscelazione delle diverse sorgenti di luce permette al dispositivo oggetto della presente invenzione di riprodurre una luce analoga a quella riprodotta da un metallo illuminato. Risulta fondamentale la presenza di almeno due emettitori in combinazione al fatto di emettere luce bianca a temperature differenti, in quanto consente di ottenere un effetto ci variabilità e separazione cromatica in base alla posizione dell’osservatore, effetto tipico dei metalli.

La realizzazione di un LED con almeno due emettitori che emettano ciascuno una luce bianca differente è peraltro un procedimento industriale particolarmente complesso.

Infatti, a differenza dei LED RGB, per ottenere una luce bianca è necessario depositare sugli emettitori polveri di fosforo, in quantità differente, per ottenere la diversa temperatura di bianco che si vuole ottenere.

All’interno di uno spazio particolarmente ristretto, come quello a disposizione all’interno dell’involucro esterno dei LED noti allo stato dell’arte, non si riesce ad ottenere una precisa deposizione delle polveri di fosforo e si rischia che parte delle polveri di fosforo relative ad un emettitore, vengano deposte su un altro emettitore, compromettendo la buona riuscita del LED.

Secondo una forma esecutiva preferita, il dispositivo oggetto della presente invenzione prevede la presenza di tre emettitori.

Preferibilmente un emettitore emette luce bianca calda (Warm White), un emettitore emette luce bianca fredda (Cold White) e un emettitore emette luce color ambra (Amber).

Al fine di ottenere tali differenti colorazioni, un primo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 5000 e 6000 K, un secondo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 2400 e 3000 K, un terzo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 2000 e 2400 K.

La miscelazione di tali differenti colori consente al LED oggetto della presente invenzione di generare un effetto metallico, ossia la luce emessa risulta essere della tonalità corretta ed adeguatamente brillante da poter essere paragonata ad una luce metallica.

Vantaggiosamente la luce generata è costituita da una miscelazione delle sorgenti luminose emesse da almeno due dei detti tre emettitori.

Infatti in base alla particolare tipologia di metallo che si suole ottenere, verranno modificati i contributi dei diversi emettitori, e anche solo attraverso la combinazione di due emettitori è possibile ottenere l’effetto metallico desiderato.

In particolare, vengono descritte qui di seguito alcune possibili configurazioni dei contributi di ogni emettitore, in base al metallo prescelto:

Argento: 70-85% Cold White, 10-20% Warm White Oro Giallo: 90-100% Warm White, 10-20% Amber Oro Rosa: 80% Warm White, 40-50% Amber

Rame: 80% Amber, 20-30% Warm White, 5% Cold White Bronzo: 100% Amber, 10% Cold White

Al fine di aumentare ulteriormente la brillantezza della sorgente luminosa, e di separare parzialmente le componenti cromatiche, secondo una forma esecutiva è possibile prevedere che l’involucro esterno comprenda una lente concava disposta perpendicolare al fascio di luce emesso dagli emettitori e quindi alla base metallica del dispositivo su cui sono disposti paralleli gli emettitori.

Tale lente presenta dunque una superficie con una concavità rivolta in direzione degli emettitori.

Vantaggiosamente la lente è costituita da materiale lucido trasparente.

la presenza di più emettitori accesi contemporaneamente e della lente concava e trasparente, consente di irradiare la luce separando i colori, in modo da donare quella caratteristica di mutevolezza cromatica allo spostamento del punto di vista di un eventuale osservatore, tipica del metallo.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione prevede dunque una lente atta a massimizzare la brillantezza della luce emessa dagli emettitori e che non fonde i colori, ma li tiene separati.

Tale caratteristica è particolarmente differente rispetto ai noti LED RGB che necessitano di una lente opaca per miscelare i colori emessi dagli emettitori: lo scopo dei LED noti allo stato dell’arte è infatti quello di ottenere una miscelazione omogena e non una colorazione cangiante, rendendo necessario l’utilizzo di lenti opache.

Secondo una forma attuativa del dispositivo oggetto della presente invenzione, l’involucro esterno è costituito da un elemento cilindrico che presenta una parete laterale trasparente e una lente trasparente disposta in corrispondenza della base superiore, di forma convessa.

Come anticipato una delle peculiarità del dispositivo oggetto della presente invenzione è la possibilità di realizzare un LED che presenti tre emettitori di cui ciascuno presenta una differente quantità di polveri di fosforo all’interno di un involucro esterno che presenta uno spazio particolarmente limitato.

Per questo motivo, l’involucro esterno vantaggiosamente presenta una sezione inferiore a 14 millimetri quadrati.

Visti gli aspetti vantaggiosi del dispositivo appena descritti, la presente invenzione ha per oggetto anche un metodo per la generazione di una sorgente luminosa atta a ricreare un colore di aspetto metallico.

Con colore di aspetto metallico si intende, come descritto in precedenza, un colore particolarmente brillante, con un insieme specifico di opportune tonalità e con la caratteristica di mutevolezza necessaria per rappresentare un effetto metallico.

Infatti l’effetto metallico è tale per cui la luce generata deve presentare una variabilità cromatica in funzione del punto di vista dell’osservatore e deve essere brillante.

Vantaggiosamente il metodo utilizza il dispositivo oggetto della presente invenzione, ossia il LED descritto in precedenza, con tutte le caratteristiche trattate.

Attraverso l’utilizzo di detto LED, il metodo oggetto della presente invenzione prevede che la generazione di detta sorgente luminosa preveda l’attivazione contemporanea di almeno due degli emettitori, in modo da ricreare la caratteristica di mutevolezza cromatica in base alla posizione di un osservatore.

Come anticipato, ad esempio per generare un effetto “argento” è sufficiente attivare soli due emettitori, quello a luce bianca calda e quello a luce bianca fredda.

In questo caso la tonalità dominante sarà la luce bianca fredda, tipica dell’argento, e la tonalità di luce calda donerà i riflessi più tipici di quel materiale.

Come anticipato, la generazione della sorgente luminosa, prevede che ciascun emettitore emetta luce bianca ad una temperatura di colore differente.

Infine secondo una forma attuativa preferita, la generazione di detta sorgente luminosa è ottenuta attraverso la miscelazione delle sorgenti luminose emesse dai detti tre emettitori, secondo percentuali predeterminate sulla base dell’effetto metallico da ricreare.

Risulta evidente come il metodo oggetto della presente invenzione, al fine di ricreare il voluto effetto metallico preveda di utilizzare fonti cromatiche corrette, scegliere le opportune temperature di bianco degli emettitori e scegliere le opportune proporzioni di accensione per rendere il colore adeguato.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

le figure 1a ed 1b illustrano uno schema di principio di una possibile forma esecutiva del dispositivo oggetto della presente invenzione.

Si specifica che le figure allegate alla presente domanda di brevetto illustrano una forma esecutiva del dispositivo oggetto della presente invenzione, per meglio comprenderne i vantaggi e le caratteristiche descritte.

Tale forma esecutiva è dunque da intendersi a puro scopo illustrativo e non limitativo al concetto inventivo della presente invenzione, ossia quello di realizzare un LED in grado di generare una luce che presenti un colore dall’aspetto metallico.

In particolare le figure 1a ed 1b illustrano un LED 1 che presenta un basamento 10 con una piastra di supporto metallica 11 su cui sono fissati tre emettitori 20, 21 e 22.

È inoltre presente un involucro esterno 12 costituito da un elemento cilindrico trasparente, che presenta in corrispondenza della base superiore una lente 13.

La lente 13 presenta una concavità rivolta in direzione della piastra metallica 11, in modo da risultare sostanzialmente perpendicolare ai fasci delle sorgenti di luce A, B e C emessi dai tre emettitori 20, 21 e22.

Inoltre la lente 13 risulta costituita da materiale trasparente.

Con particolare riferimento alla variante esecutiva illustrata nelle figure, si specifica che la lente 13, di cui in figura 1a viene illustrata una sezione, presenta una forma conica, con il vertice rivolto in direzione degli emettitori 20, 21 e 22.

L’emettitore 20 emette un fascio A costituito da una radiazione luminosa di colore “cold white” (temperatura di colore compresa tra 5000 e 6000 K), l’emettitore 21 emette un fascio B costituito da una radiazione luminosa di colore “warm white” (temperatura di colore compresa tra 2400 e 3000 K), mentre l’emettitore 22 emette un fascio C costituito da una radiazione luminosa di colore “amber” (temperatura di colore compresa tra 2000 e 2400 K).

Per semplicità illustrativa, la figura 1a illustra il dispositivo oggetto della presente invenzione senza mostrare la diffusione della luce, mentre la figura 1b illustra in particolare come la luce viene diffusa dal LED oggetto della presente invenzione, una volta che i flussi A, B e C passano attraverso la lente 13.

Come si evince dalla figura 1b, la luce emessa dal LED 1 è costituita da una miscelazione dei fasci A, B e C, variabile in base alle proporzioni dei tre fasci, come descritto in precedenza, allo scopo di ottenere un determinato colore metallico.

Come illustrato in figura 1b, i tre fasci A, B e C impattano con la superficie della lente 13 e la particolare forma di tale lente 13 consente di diffondere in tutte le direzioni la luce, come illustrato in figura 1b.

La diffusione della luce è tale per cui l’intensità, la luminosità e la brillantezza di tale luce risultano variabili in base alla posizione di un eventuale osservatore, in modo da ricreare l’effetto tipico dei materiali metallici.

Al fine di ricreare tale effetto, come descritto in precedenza, è sufficiente l’attivazione contemporanea, anche con contributi differenti, di almeno due de tre emettitori 20, 21 e 22.

Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono state mostrate nei disegni e descritte in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L’uso di “ad esempio”, “ecc.”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

L’uso di “include” significa “include, ma non limitato a” a meno che non altrimenti indicato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo optoelettronico del tipo LED (light emitting diode), comprendente almeno due emettitori, i quali almeno due emettitori sono contenuti all’interno di un involucro esterno trasparente, in modo da consentire il passaggio della luce generata dai detti almeno due emettitori, caratterizzato dal fatto che ciascun emettitore è configurato in modo tale da emettere una sorgente di luce bianca di intensità variabile, ciascuna ad una differente temperatura di colore.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti tre emettitori.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui un primo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 5000 e 6000 K, un secondo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 2400 e 3000 K, un terzo emettitore emette luce alla temperatura compresa tra 2000 e 2400 K.
4. 4. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto involucro esterno comprende una lente disposta perpendicolare al fascio di luce emesso dai detti emettitori, la quale lente presenta una superficie con una concavità rivolta in direzione degli emettitori, in modo tale da rendere visibile la luce da molteplici punti di vista, mantenendo la separazione cromatica delle sorgenti luminose generate dai detti emettitori.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui la detta lente è costituita da materiale trasparente lucido.
6. 6. Dispositivo secondo una o piò delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto involucro esterno presenta una sezione inferiore a 14 millimetri quadrati.
7. 7. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui la luce generata è costituita da una miscelazione delle sorgenti luminose emesse da almeno due dei detti tre emettitori.
8. 8. Metodo per la generazione di una sorgente luminosa atta a ricreare un colore di aspetto metallico, il quale metodo prevede l’utilizzo del dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che la generazione di detta sorgente luminosa prevede l’attivazione contemporanea di almeno due dei detti emettitori, in modo da ricreare la caratteristica di mutevolezza cromatica in base alla posizione di un osservatore.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui ciascun emettitore emette luce bianca ad una temperatura differente.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui la generazione di detta sorgente luminosa è ottenuta attraverso la miscelazione delle sorgenti luminose emesse dai detti tre emettitori, secondo percentuali predeterminate sulla base dell’effetto metallico da ricreare.