ITBZ20130057A1 - Sistema di illuminazione non abbagliante - Google Patents

Description

SISTEMA DI ILLUMINAZIONE NON ABBAGLIANTE

DESCRIZIONE

La presente divulgazione si riferisce in generale al settore dei sistemi di illuminazione. In particolare, la presente divulgazione si riferisce ad un sistema di illuminazione non abbagliante e di profondità, che è in grado di proiettare un fascio luminoso a grande distanza senza generare fenomeni di abbagliamento.

È noto che i comuni sistemi di illuminazione di profondità generano fenomeni di abbagliamento che creano notevoli rischi nel settore dei trasporti, con particolare riferimento al settore automobilistico; basti pensare all'accecamento generato ad esempio dai comuni fari di profondità, per l'appunto detti anche abbaglianti. Il fenomeno, di tale pericolosità da inibire qualsiasi apprezzabile capacità visiva nel conducente abbagliato per tutta la durata del fenomeno, è quindi un problema che richiede una soluzione efficace.

Il codice stradale prevede che i conducenti di autoveicoli debbano spegnere i fari abbaglianti quando questi possano abbagliare gli altri conducenti, ma è esperienza comune che ciò sovente non accade. Inoltre c’è una oggettiva difficoltà nell’illuminare adeguatamente la strada con i soli fari anabbaglianti, che non sono in grado di illuminare in profondità.

Va quindi da sé che un ideale sistema illuminante di profondità dovrebbe proiettare un fascio luminoso a grande distanza innanzi a sé, senza tuttavia generare i fenomeni di abbagliamento appena descritti.

La presente divulgazione parte quindi dal problema tecnico di fornire un sistema di illuminazione di profondità che consenta di superare gli inconvenienti sopra descritti con riferimento alla tecnica nota e/o di conseguire ulteriori vantaggi.

La soluzione al problema tecnico è ottenuta fornendo un sistema di illuminazione secondo la rivendicazione indipendente 1. Forme particolari di realizzazione dell'oggetto della presente divulgazione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

La soluzione al problema tecnico si basa sull’osservazione, fatta dal presente inventore, che i fenomeni di abbagliamento sono in gran parte dovuti alla visibilità della relativa sorgente luminosa nonché dei corpi ad essa prossimi e da questa illuminati; questi elementi, che spesso spiccano vivissimi in condizioni di buio, determinano fenomeni di temporaneo accecamento nei soggetti che hanno tali elementi nel proprio campo visivo. In altre parole, l’abbagliamento è determinato in gran parte dalla visibilità della sorgente luminosa e del relativo proiettore, che spiccano vivissimi nell'oscurità notturna.

Il presente inventore ha osservato quanto tale fenomeno cali drasticamente limitando la visibilità della sorgente luminosa. Ad esempio, il fenomeno dell'abbagliamento da fonte solare viene attenuato notevolmente già solo posizionando le preposte alette parasole veicolari in posizione da coprirne la fonte; nel caso di un conducente che precede un veicolo con i fari di profondità attivati, il medesimo fenomeno ed il fastidio generato sono attenuati in gran parte già solo posizionando lo specchietto retrovisore in modo da oscurare l'immagine riflessa dei fari.

Un aspetto della soluzione proposta dalla presente divulgazione consiste quindi nello schermare la sorgente luminosa e gli altri elementi luminosi, lasciando che sia solo il fascio luminoso ad uscire dal sistema di illuminazione. Pertanto, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è un sistema non abbagliante.

Ciò è ottenuto prevedendo una sorgente luminosa ed un dispositivo ottico, che cooperano per emettere un fascio luminoso convergente in un punto di convergenza sull’asse ottico del dispositivo ottico, ed uno schermo opaco posizionato attorno al punto di convergenza ed avente un foro o finestra in corrispondenza del punto di convergenza.

Pertanto lo schermo opaco permette il passaggio del fascio luminoso convergente al di là dello schermo opaco, grazie al fatto che, nel punto di convergenza, il fascio luminoso ha una sezione trasversale molto piccola che è inferiore alla dimensione del foro o finestra, dunque il fascio luminoso passa indisturbato al di là dello schermo. Al di là del punto di convergenza e dello schermo, il fascio luminoso si apre (in particolare, diverge) ed illumina in profondità.

Al tempo stesso, lo schermo opaco scherma i raggi luminosi che non appartengono a detto fascio luminoso convergente e quindi oscura alla vista la sorgente luminosa e gli altri corpi ad essa prossimi e da questa illuminati (cioè, gli altri elementi luminosi), che, come detto, sono in gran parte responsabili dell’abbagliamento. Si ottiene così un fascio luminoso non abbagliante (o comunque con effetto abbagliante fortemente ridotto).

Basandosi sull'esempio automobilistico sopra descritto, ad esempio, i conducenti potrebbero utilizzare il sistema di illuminazione secondo la presente invenzione per avere una illuminazione di profondità utilizzabile con maggior frequenza in tutte quelle situazioni nelle quali ciò sarebbe perlomeno indispensabile. Il sistema di illuminazione potrebbe essere utilizzato, qualora il legislatore lo consentisse, in tutti quei particolari percorsi stradali nei quali l’uso di fari abbaglianti è attualmente proibito. Gli automobilisti situati sulla porzione di strada così illuminata non sarebbero soggetti al pericoloso fenomeno abbagliante già descritto con riferimento alla tecnica nota.

I benefici conseguenti alla soppressione di tale fastidioso e pericoloso fenomeno si potrebbero estendere inoltre a qualsiasi ambito del settore dei trasporti, sia esso automobilistico, ferroviario, marittimo o aeronautico, riferito sia ai mezzi di trasporto che alle relative infrastrutture.

Sfruttando le caratteristiche estetiche dell'effetto prodotto, il medesimo sistema potrebbe essere impiegato anche nell'illuminazione di ambienti interni con particolare riferimento ad abitazioni, imbarcazioni ed aeromobili.

Sfruttando l'inibizione di effetti abbaglianti e la conseguente maggior difficoltà nello scorgere la sorgente luminosa rispetto ad un sistema illuminante tradizionale, tale sistema potrebbe essere utilizzato in una moltitudine di impieghi militari quali ad esempio installazioni laddove sia necessario illuminare senza dare possibilità di essere scorti; esso potrebbe quindi sostituirsi ai sistemi illuminanti tattici di qualunque tipo, compresi quelli installati ad esempio su veicoli o apparecchiature militari.

In pratica, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è atto ad essere utilizzato per veicoli stradali, treni, aeromobili, imbarcazioni, relative infrastrutture, edifici industriali o pubblici, ambienti interni, apparecchi o strumenti militari o destinati alle Forze dell'Ordine, sistemi fotografici o per video riprese. In tutti questi settori e negli altri eventuali settori di possibile utilizzo, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è utile per fornire una illuminazione che non abbagli le persone che si trovano nella zona illuminata.

Un altro vantaggio del sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è che esso, a fronte di una certa semplicità costruttiva, è realizzabile con moderati costi realizzativi, nonché con pesi ed ingombri paragonabili ai sistemi di illuminazione già attualmente diffusi.

Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalità d'impiego dell'oggetto della presente divulgazione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

È comunque evidente come ciascuna forma di realizzazione dell'oggetto della presente divulgazione possa presentare uno o più dei vantaggi sopra elencati; in ogni caso non è richiesto che ciascuna forma di realizzazione presenti simultaneamente tutti i vantaggi elencati.

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 rappresenta una vista semplificata in pianta di una prima forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 2 rappresenta una vista semplificata in pianta di una seconda forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 3 rappresenta una vista semplificata in pianta di una terza forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 4 rappresenta una vista prospettica semplificata di una quarta forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 5 rappresenta una vista semplificata in pianta del sistema di illuminazione di Figura 4;

- la Figura 6 rappresenta una vista da dietro di un componente del sistema di illuminazione di Figura 4;

- la Figura 7 rappresenta, in una vista da dietro, il fascio luminoso prodotto dal sistema di illuminazione di Figura 4;

- la Figura 8 rappresenta una vista prospettica semplificata di una quinta forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 9 rappresenta una vista da dietro di un componente del sistema di illuminazione di Figura 8;

- la Figura 10 rappresenta, in una vista da dietro, il fascio luminoso prodotto dal sistema di illuminazione di Figura 8;

- la Figura 11 rappresenta una vista prospettica semplificata di una sesta forma di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 12 rappresenta una vista da dietro di un componente del sistema di illuminazione di Figura 11;

- la Figura 13 rappresenta, in una vista da dietro, il fascio luminoso prodotto dal sistema di illuminazione di Figura 11;

- la Figura 14 rappresenta, in una vista dall’alto, l’illuminazione prodotta da veicoli che montano il sistema di illuminazione di Figura 4;

- la Figura 15 rappresenta, in una vista dall’alto, l’illuminazione prodotta da un veicolo che monta il sistema di illuminazione di Figura 11;

- la Figura 16 rappresenta una vista semplificata in pianta di una variante di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione; - la Figura 17 rappresenta una vista semplificata in pianta di un’altra variante di realizzazione di un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione. Con riferimento alle figure allegate, un sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è genericamente indicato con il numero di riferimento 1. Il sistema di illuminazione 1 include almeno un dispositivo illuminante 10, potendo includere una pluralità di dispositivi illuminanti 10 secondo necessità.

Ciascun dispositivo illuminante 10 comprende i seguenti elementi: una sorgente luminosa 2, un dispositivo ottico convergente (che può comprendere un proiettore 31, oppure una lente convergente 33, oppure sia un proiettore 31 sia una lente convergente 33), uno schermo opaco 4. Il dispositivo ottico convergente è configurato per cooperare con la sorgente luminosa 2 per emettere un fascio luminoso 100 (i cui confini spaziali sono mostrati tratteggiati nelle figure) che sostanzialmente è convergente in un punto di convergenza 30 (cioè, converge in un intorno di tale punto di convergenza 30) che è situato su un asse ottico principale 300 del dispositivo ottico convergente.

Lo schermo opaco 4 è posizionato attorno al punto di convergenza 30 ed è sostanzialmente perpendicolare all’asse ottico principale 300. Lo schermo opaco 4, in sostanza, è equivalente ad un piano opaco. Lo schermo opaco 4 ha un foro o finestra 40 che è disposto in corrispondenza del punto di convergenza 30. In pratica, tale foro o finestra 40 (che può essere una apertura passante nello schermo opaco 4 o una regione realizzata in materiale trasparente) lascia passare la luce, mentre il resto dello schermo 4 non lascia passare la luce.

Il foro 40 ha dimensioni tali da consentire appena il passaggio del fascio luminoso convergente 100. In pratica, lo schermo opaco 4 è configurato per consentire al fascio luminoso convergente 100 il passaggio al di là dello schermo opaco 4 nel punto di convergenza 30 e per schermare i raggi luminosi che non appartengono al fascio luminoso convergente 100, come ad esempio i raggi luminosi riflessi da altri componenti interni del dispositivo illuminante 10.

Si ottiene così un fascio luminoso 110 non abbagliante (i cui confini spaziali sono mostrati tratteggiati nelle figure, dove si vede che il fascio luminoso si apre in modo divergente dopo avere superato il punto di convergenza 30 e lo schermo opaco 4) che è emesso dal dispositivo illuminante 10 attraverso detto foro o finestra 40.

Nella forma di realizzazione di Figura 1, il dispositivo ottico convergente è un proiettore 31; detto asse ottico principale 300 è quindi un asse ottico principale del proiettore 31.

Come alternativa, mostrata in Figura 2, per il dispositivo ottico convergente può essere utilizzata una lente ottica sferica 33 di tipo positivo con proprietà convergente ed avente asse ottico principale che è l’asse ottico principale 300; la lente 33 è associata ad un proiettore 31 il cui asse ottico principale è parallelo e coincidente con l’asse ottico principale della lente 33.

Come altra alternativa, mostrata in Figura 3, per il dispositivo ottico convergente si potrebbe utilizzare anche solo una lente ottica sferica 33 di tipo positivo, con proprietà convergente ed avente asse ottico principale che è l’asse ottico principale 300. Va detto che quest'ultima soluzione relativa alla sola lente 33 ben si presta se abbinata a quelle particolari sorgenti luminose 2, come i LED, che non necessitano di proiettori posti dietro di esse per irradiare un fascio luminoso in una ben precisa direzione e che per tale ragione sono solitamente impiegate senza appunto tali proiettori.

Il dispositivo illuminante 10, in alcune forme di realizzazione mostrate ad esempio nelle figure da 4 a 13, può comprendere un ulteriore elemento che è un secondo schermo opaco 5 in aggiunta al primo schermo opaco 4.

Il secondo schermo opaco 5 è equivalente ad un settore circolare opaco ed è perpendicolare all'asse ottico principale 300. Il secondo schermo opaco 5 è posizionato in modo tale che il centro di tale settore circolare coincida con un punto di posizionamento o montaggio 35 sul medesimo asse 300, ubicato in qualsiasi punto di tale asse 300 con esclusione del punto di convergenza 30. Il secondo schermo opaco 5 è dimensionato in maniera che il raggio di tale settore circolare sia maggiore o uguale al raggio che la sezione trasversale del fascio luminoso 100 assume nel medesimo punto di posizionamento 35, il settore circolare avendo inoltre una ampiezza angolare di angolo Ɵ tale da oscurare una parte di fascio luminoso 100 le cui generatrici intersecano il secondo schermo 5.

In altre parole, il secondo schermo opaco 5 ha una forma a settore circolare con ampiezza Ɵ ed è posizionato (perpendicolarmente all’asse ottico principale 300) in modo tale che il centro di tale settore circolare coincida con un punto 35 dell’asse ottico principale 300, il punto di posizionamento 35 essendo differente dal punto di convergenza 30 del fascio luminoso convergente 100. Il secondo schermo opaco 5 ha dimensioni tali che il suo raggio sia maggiore o uguale al raggio che una sezione trasversale del fascio luminoso assume nel punto di posizionamento 35. Pertanto, il secondo schermo 5 è configurato per schermare una porzione angolare (di ampiezza Ɵ pari all’angolo del settore circolare) di tale fascio luminoso.

Nelle forme di realizzazione illustrate, il secondo schermo opaco 5 è posizionato tra il dispositivo ottico convergente ed il primo schermo opaco 4. In una forma di realizzazione alternativa, il secondo schermo opaco 5 potrebbe essere posizionato a valle del primo schermo opaco 4, cioè il primo schermo opaco 4 sarebbe interposto tra il dispositivo ottico convergente ed il secondo schermo opaco 5; in questo caso, il secondo schermo opaco 5 agirebbe direttamente, con il suo effetto schermante, sul fascio luminoso 110 emesso dal dispositivo illuminante 10.

La funzione del primo schermo opaco 4 è quella di celare quasi completamente la sorgente luminosa 2 ed i corpi ad essa prossimi e da questa illuminati, offrendo invece alla vista di un ipotetico osservatore null'altro che un piccolo foro pressoché puntiforme, sopprimendo così i fenomeni di abbagliamento che la vista dei corpi sopra indicati potrebbe generare a causa della loro vivissima ed accecante visibilità che si sarebbe certamente osservata in condizioni di buio o di scarsa illuminazione.

Ciò, in pratica, realizza lo scopo dell’oggetto della presente divulgazione.

La funzione del secondo schermo opaco 5 (che è opzionale) è quella di oscurare una parte del fascio luminoso emesso 110 così che, detta Z la sua proiezione su un ipotetico piano ortogonale all'asse ottico principale 300 e situato oltre il punto di convergenza 30 in posizione opposta rispetto alla sorgente luminosa 2, tale proiezione Z non sia delimitata da una circonferenza o da altra forma ad essa simile (come accadrebbe in assenza del secondo schermo 5), ma sia costituita da un settore circolare di angolo pari alla differenza tra l'angolo giro e l'angolo Ɵ (ampiezza del settore circolare) già sopra indicato, e che presenti assenza di luce in quella zona diametralmente opposta al secondo schermo 5 rispetto all'asse ottico principale 300.

Particolarmente interessante è il caso in cui, installando il sistema di illuminazione 1 come faro di profondità su un autoveicolo 9, il secondo schermo 5 (con ampiezza angolare Ɵ di 180°) sia tale da oscurare il semicerchio sinistro di tale proiezione Z, come mostrato nelle Figure da 4 a 7: in tal caso verrebbe soppresso qualsiasi investimento del fascio luminoso prodotto nei confronti di veicoli che provengono dalla direzione opposta alla propria (come mostrato dalla Figura 14).

Ancor più interessante è il caso in cui, ancora installando il sistema di illuminazione 1 come faro di profondità su un autoveicolo 9, il secondo schermo 5 (con ampiezza angolare Ɵ di 90°) sia tale da oscurare il solo quarto superiore sinistro di tale proiezione Z, come mostrato nelle Figure da 11 a 13: il conducente del veicolo 9 otterrebbe un'ottima illuminazione sulla parte centrale e destra della propria corsia, nonché sulla parte sinistra situata al di sotto dell'asse ottico principale 300, oscurando quindi solo quella parte di fascio luminoso che potrebbe investire il conducente di un veicolo proveniente dalla direzione opposta alla propria ed eliminando così ogni abbagliamento possibile per il medesimo (Figura 15); infatti verrebbe eliminato non solo l’abbagliamento causato dalla visibilità di sorgenti luminose, ma anche l’abbagliamento causato dall'investimento dello stesso fascio luminoso 110.

Si noti che, oltre a ciascuna raffigurazione della rispettiva forma di realizzazione delle Figure 4, 8 e 11, nelle rispettive Figure 6-7, 9-10 e 12-13 sono mostrate una vista posteriore del secondo schermo 5 adottato e la proiezione Z prodotta dal fascio luminoso 110. Inoltre, nelle Figure 14 e 15 il tratteggio fitto è riferito ad una illuminazione completa ed estesa in tutta l'altezza, mentre il tratteggio più diradato è riferito ad una illuminazione nella sola metà inferiore rispetto all'asse ottico principale 300, coerentemente con quanto sopra descritto.

Il sistema di illuminazione 1 che è oggetto della presente divulgazione potrebbe ben adattarsi a molteplici utilizzi. Su veicoli a motore per uso stradale, ad esempio, esso potrebbe sostituirsi ai comuni fari di profondità, consentendo di sopprimere il pericoloso effetto accecante che attualmente si verifica all'atto della loro attivazione nei confronti dei conducenti degli altri veicoli.

Nella tecnica nota, l’effetto accecante è dovuto alla visibilità della sorgente luminosa inglobata e dei corpi ad essa prossimi e da questa illuminati, mentre nel sistema di illuminazione 1 tale visibilità della sorgente luminosa e dei corpi ad essa prossimi è impedita dal primo schermo opaco 4.

Installato su treni, imbarcazioni ed aeromobili in sostituzione degli attuali sistemi di illuminazione dell'ambiente esterno, il sistema di illuminazione 1 sopprimerebbe pure in questo caso il citato effetto abbagliante, aumentando tra l'altro il comfort e la sicurezza del personale operante in prossimità di detti mezzi di trasporto con particolare riferimento a quel personale impiegato nelle relative infrastrutture ferroviarie, portuali, ed aeroportuali.

Al proposito si fa notare che, per tali casi, nessun rischio per la sicurezza sarebbe rappresentato dalla quasi invisibilità della sorgente luminosa in relazione alla percezione della posizione occupata dei veicoli predetti; è infatti noto che lo scopo specifico di rendere visibili tali veicoli e di evidenziarne quindi la posizione e la sagoma per gli altri veicoli o per i soggetti ad essi vicini è demandato a sistemi illuminanti ben distinti da quelli deputati alla illuminazione dell'ambiente circostante, quali ad esempio le luci di navigazione a bassa frequenza installate sugli aeromobili. Impiegato infine in sistemi di illuminazione interna integrati nell'arredo ad esempio di abitazioni, imbarcazioni di lusso o aeromobili, il sistema di illuminazione 1 realizzerebbe un effetto estetico particolarmente originale, gradevole e riposante. Tale effetto di luce diffusa con occultamento della sorgente è estremamente vantaggioso.

Si noti che sovente, nelle cabine passeggeri dei velivoli civili o nei treni ad alta velocità, si cerca di eliminare l’abbagliamento delle luci interne nascondendo la sorgente luminosa sotto una palpebra di materiale plastico e dirigendo il fascio luminoso non in direzione dei passeggeri ma ad esempio sul soffitto, limitando però in tal modo l'efficacia della illuminazione stessa. D'altronde, con i sistemi attualmente noti tale effetto di luce soffusa si realizza solo in piccola parte in quanto la zona di permanenza dei passeggeri è, dal punto di vista delle sorgenti luminose, inquinata dalle numerose luci di lettura individuali presenti in corrispondenza di ciascun posto a sedere e spesso funzionanti con luminosissime sorgenti alogene. Orbene, anche tali sistemi di lettura potrebbero impiegare il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione, sino a realizzare un ambiente totalmente pulito da qualsiasi sorgente luminosa che non sia pressoché puntiforme, con evidenti vantaggi in termini di comfort e di eleganza. In altre parole, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è utile per illuminare ambienti interni, siano essi riferiti ad abitazioni o ad aree passeggeri di veicoli o altro, anche con funzione di luci di lettura o di cortesia.

Impiegato su apparecchi o veicoli militari in luogo dei comuni sistemi di illuminazione tattici, o anche installato sulle torce portatili personali, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione potrebbe realizzare l'effetto di far vedere senza essere immediatamente visti, evitando così di esporre la persona o il veicolo ad essere essa stessa un bersaglio. Si pensi alle comuni torce tattiche personali in uso sia nel settore militare che in quello delle Forze dell'Ordine; o ancora agli illuminatori esterni per uso notturno installati su veicoli militari terrestri; o ancora ai proiettori di grandi dimensioni montati presso le installazioni militari.

In altre parole, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione è utile per tutte quelle circostanze nelle quali è necessario illuminare senza dare possibilità di scorgere la fonte dell'illuminazione, come nel caso dei comuni sistemi di illuminazione tattica sia per uso personale che veicolare, ed è installabile su apparecchi, strumenti e congegni militari o destinati alle Forze dell'Ordine di qualunque tipo.

Impiegato nell'ambito di sistemi fotografici o per video riprese, il sistema di illuminazione secondo la presente divulgazione realizzerebbe l'effetto di evitare qualsiasi riflesso della sorgente luminosa utilizzata nelle inquadrature prodotte; tale riflesso è estremamente indesiderato e spesso fotografi ed operatori tentano di evitarlo utilizzando diversi sistemi tra i quali l'illuminazione attuata in modo indiretto. Si noti infine che il sistema di illuminazione 1 può essere abbinato o combinato con qualsiasi altro sistema illuminante di qualsiasi specie e tipologia.

Ulteriori dettagli di un esempio di realizzazione e altre varianti di realizzazione dell’oggetto della presente divulgazione sono descritti nel seguito.

Il dispositivo illuminante 10 può essere realizzato, per quanto riguarda il proiettore 31, con una superficie speculare concava parabolica di rotazione.

Qualora si scegliesse in alternativa la soluzione costituita dalla lente 33 e dall'eventuale proiettore 31, quest'ultimo potrebbe anch'esso essere realizzato con una superficie speculare parabolica concava di rotazione, mentre la lente 33 si potrebbe realizzare con una lente ottica sferica di tipo positivo (ad esempio, biconvessa o piano-convessa), fissata rispetto al proiettore 31 in modo tale da essere posizionata innanzi alla sua concavità, così che l'asse ottico del proiettore 31 e l’asse ottico della lente 33 siano coincidenti tra loro secondo la direzione dell'asse ottico principale 300, e tale da far convergere in un punto 30 tutti i raggi luminosi di un ipotetico fascio proveniente dallo stesso lato sul quale il proiettore 31 è fissato. Scegliendo infine la soluzione con la sola lente 33, anche in tal caso quest'ultima si potrebbe realizzare con una lente ottica sferica di tipo positivo (ad esempio, biconvessa o piano-convessa) con asse ottico 300.

Per quanto riguarda la sorgente luminosa 2, essa può consistere in una qualunque lampada di qualsiasi tipo: può essere ad esempio alogena, a LED o allo Xeno. Tale scelta non compromette l'effetto ottico che il dispositivo illuminante 10 intende realizzare e può variare liberamente in funzione delle particolari caratteristiche che il costruttore del sistema intende conferire alla luce prodotta.

È invece importante che tale sorgente luminosa 2 sia posizionata su un punto dell'asse ottico 300 tale che i raggi luminosi generati dalla sorgente luminosa 2 e riflessi sul proiettore 31 convergano in un intorno quanto più possibile ristretto di un punto di convergenza 30. Scegliendo invece l'alternativa costituita dal proiettore 31 e dalla lente 33, a convergere in tale punto 30 sono i raggi luminosi generati dalla sorgente luminosa 2, riflessi sul proiettore 31 e traversanti la lente 33; si noti che in questo caso il punto di convergenza 30 è destinato a coincidere proprio con il punto focale geometrico della lente 33. Scegliendo infine la soluzione con la sola lente 33, particolarmente adatta a sorgenti luminose come i LED le quali vengono a volte impiegate senza proiettori, i raggi luminosi irradiati dalla sorgente luminosa 2 attraversano la lente 33 e convergono in un punto 30, pure in tal caso destinato a coincidere con il punto focale geometrico della lente 33.

Da un punto di vista prettamente pratico e realizzativo, la configurazione di convergenza corretta si può agevolmente trovare, in fase sperimentale, facendo ad esempio scorrere la sorgente luminosa 2 lungo un binario coincidente con l’asse ottico principale 300 sino a trovare la posizione corretta che consente di ottenere l'effetto ottico predetto.

Ovviamente, scegliendo l'alternativa con il proiettore 31 e con la lente 33, la sorgente luminosa 2 si trova in posizione frapposta tra questi due elementi.

Per quanto riguarda lo schermo 4 (cioè il primo schermo opaco), esso può essere realizzato mediante qualsiasi superficie assimilabile ad un piano opaco; esso va fissato con inclinazione tale da risultare ortogonale rispetto all'asse ottico principale 300 ed in posizione tale da intercettare tale asse 300 proprio nel punto di convergenza 30. In corrispondenza di tale punto di convergenza 30, su tale schermo 4 andrà praticato un piccolo foro 40 di dimensioni sufficienti al passaggio del fascio luminoso 100 in quel punto di convergenza 30 in cui tale fascio si assottiglia sino a raggiungere il suo diametro più piccolo (idealmente, riducendosi ad un punto). La forma e le dimensioni di tale schermo 4 saranno tali da occultare completamente, ad un osservatore esterno, qualsiasi visibilità diretta della sorgente luminosa 2 e dei vari elementi ad essa prossimi e da questa illuminati, con la sola eccezione di quanto è possibile scorgere dal piccolo foro 40.

Per quanto riguarda il secondo schermo 5, qualora si scelga di utilizzarlo, esso può essere realizzato mediante qualsiasi superficie opaca assimilabile ad un settore circolare piano. Il secondo schermo 5 è montato con inclinazione tale da risultare ortogonale rispetto all'asse ottico principale 300 ed è fissato su un qualsiasi punto di montaggio 35 (o punto di posizionamento) su tale asse ottico principale 300, con lo scopo di sopprimere una parte (nello specifico, una porzione angolare) del fascio luminoso 110 uscente dal dispositivo illuminante 10.

Pertanto, la proiezione Z del fascio luminoso 110 non risulta delimitata da una circonferenza (cioè con una forma circolare), ma invece è assimilabile ad un settore circolare che, detto Ɵ l'angolo di apertura del secondo schermo 5 a settore circolare, abbia angolo di apertura pari alla differenza tra l'angolo giro e lo stesso angolo Ɵ.

Inoltre, se il secondo schermo 5 è installato su un punto dell'asse ottico principale 300 compreso tra la sorgente luminosa 2 ed il punto di convergenza 30, il secondo schermo 5 deve essere montato ruotato intorno all’asse 300 in modo che il secondo schermo 5 si trovi ad occupare una posizione diametralmente opposta, rispetto all'asse 30, a quella parte di proiezione Z che si intende sopprimere.

Così, per sopprimere la metà verticale sinistra di Z, l’angolo Ɵ deve essere pari a 180° ed il secondo schermo 5 deve occupare la metà destra del fascio luminoso convergente 100 (si vedano le Figure da 4 a 7). Per sopprimere invece il quarto superiore sinistro della stessa proiezione Z, l’angolo Ɵ deve essere pari a 90° ed il secondo schermo 5 deve occupare il quarto inferiore destro del fascio luminoso convergente 100 (si vedano le Figure da 11 a 13). Iterando il ragionamento, è possibile ottenere detto angolo Ɵ nonché la posizione angolare di montaggio del secondo schermo 5 in modo estremamente semplice, qualunque sia la parte di fascio luminoso 110 che si desidera sopprimere.

Per assicurare il funzionamento ottimale del sistema di illuminazione 1, è consigliabile che tutti i componenti di tale sistema siano vincolati tra loro in modo estremamente rigido; infatti, anche piccole labilità potrebbero modificare la posizione relativa degli elementi ottici presenti, alterando il funzionamento del dispositivo illuminante 10. Per tale motivo, il dispositivo illuminante 10 comprende anche un involucro 6, il quale ha sia la funzione di proteggere e racchiudere tutti i suoi elementi, sia la funzione di ancorare saldamente gli elementi al suo interno facendo in modo che le loro posizioni relative siano sempre mantenute, anche al verificarsi di quelle brusche accelerazioni che normalmente si possono verificare ad esempio su un mezzo di trasporto.

In altre parole, l’involucro 6 forma un basamento rigido avente una funzione di supporto e fissaggio per gli elementi 2, 4, 5, 31, 33 del dispositivo illuminante 10, tali elementi essendo rigidamente fissati tra loro mediante il basamento rigido. In particolare, l’involucro 6 ha una forma scatolare o tubolare e ad una sua estremità ha una apertura 60 attraverso la quale il fascio luminoso 110 emesso dal dispositivo illuminante 10 esce.

Ad esempio, l’involucro 6 è realizzato per fusione o tornitura da un singolo blocco di metallo o lega metallica e potrebbe inglobare sia un basamento vero e proprio per gli elementi, sia membri di ancoraggio sui quali fissare i singoli elementi del sistema. In una variante di realizzazione, gli elementi non sono ancorati ad un supporto specifico, ma sono invece ancorati direttamente alla carrozzeria, al telaio o ad altro elemento di un veicolo, allo scafo di una imbarcazione, o alla carlinga di un aeromobile. In altre parole, in tale variante di realizzazione il basamento rigido è una parte di un apparato su cui il sistema di illuminazione è montato, detta parte essendo in particolare una carrozzeria, un telaio o un altro elemento di un veicolo 9, uno scafo di una imbarcazione, oppure una carlinga di un aeromobile.

In un’altra variante di realizzazione, il primo schermo 4 ed il secondo schermo 5, o anche uno solo di essi, sono formati non da veri e propri schermi (intesi come elementi separati che sono specificamente realizzati per fungere da schermi), ma sono invece formati da elementi esterni conformati in modo tale da svolgerne la medesima funzione.

Ad esempio, come primo schermo 4 può essere utilizzata semplicemente la stessa carrozzeria di un autoveicolo, avente una parte anteriore prossima alle posizioni normalmente occupate dai fari abbaglianti e che è modellata e sagomata in modo tale da costituire essa stessa uno schermo con un'apertura puntiforme.

In altre parole, in tale altra variante di realizzazione, il primo schermo opaco 4 e/o il secondo schermo opaco 5 sono una parte di un apparato su cui il sistema di illuminazione 1 è montato e tale parte è in particolare una porzione sagomata di una carrozzeria di un veicolo 9.

In ancora un’altra variante di realizzazione, mostrata in Figura 16, le proprietà del fascio luminoso 110 che è emesso dal dispositivo illuminante 10 possono essere modificate, in modo estremamente semplice, prevedendo un ulteriore elemento ottico 7 disposto in prossimità del primo schermo opaco 4 (o addirittura in corrispondenza del punto di convergenza 30), in posizione tale che lo schermo opaco 4 sia in posizione interposta tra il dispositivo ottico convergente e l’ulteriore elemento ottico 7.

Tale ulteriore elemento ottico 7 è configurato per conferire particolari proprietà a quella parte del fascio luminoso 110 situata a valle dell’elemento ottico 7 rispetto alla sorgente luminosa 2, consentendo a tale parte di fascio luminoso 110 (a seconda del tipo di elemento ottico 7) di convergere, divergere, modificare in qualunque modo la sua geometria, variare la sua luminosità, attribuire particolari tonalità cromatiche e temperature di colore, creare ulteriori effetti ottici desiderati od originali ombreggiature a scopi pratici o con finalità artistiche e decorative.

Tale elemento ottico 7 potrebbe essere, ad esempio e non in via esclusiva: una lente di tipo positivo o negativo (cioè convergente o divergente) sia essa sferica, prismatica o con qualsiasi altra geometria, sia essa con asse ottico parallelo all'asse ottico principale 300 o inclinato rispetto al medesimo asse 300 di un certo angolo; una lente di medesima specie ma costruita in modo tale da variare le proprietà cromatiche della luce e la temperatura del colore conferita a tale fascio luminoso; un elemento che possegga al suo interno una combinazione di parti opache o trasparenti o lucide o translucide tali da creare specifici effetti luminosi o specifiche ombreggiature o da proiettare determinati motivi artistici o decorativi.

Nella Figura 16, l’elemento ottico 7 è una lente convergente ed è disposto nella apertura 60 dell’involucro 6.

In una ulteriore variante di realizzazione, le proprietà del fascio luminoso 110 che è emesso dal dispositivo illuminante 10 sono rese variabili grazie alla possibilità di muovere gli elementi luminosi e ottici del dispositivo illuminante 10, tramite sistemi manuali, automatici, elettrici, elettronici, meccanici, magnetici, idraulici, pneumatici o con una combinazione di essi, siano essi comandanti manualmente o da qualsiasi automatismo.

In altre parole, è possibile variare dinamicamente le caratteristiche del fascio luminoso 110 prodotto, rendendo mobili una o più parti del dispositivo illuminante 10 e movimentandole tramite un sistema di movimentazione 8.

Nello specifico e a titolo esemplificativo, il sistema di movimentazione 8 potrebbe essere configurato per spostare la sorgente luminosa 2 e/o il dispositivo ottico convergente lungo l’asse ottico principale 300, in modo da spostare il fascio luminoso convergente 100 e variare l'ampiezza del fascio luminoso 110 emesso. Ad esempio, tali elementi possono compiere un movimento di scorrimento lungo una guida 81 parallela all'asse ottico principale 300; il sistema di movimentazione 8 può comprendere ad esempio anche un motore elettrico 82 ed una vite senza fine 83 mossa dal motore elettrico 82 e collegata a tali elementi.

Il sistema di movimentazione 8 potrebbe essere configurato per far ruotare il secondo schermo 5 intorno al punto di posizionamento 35 (cioè attorno all’asse ottico principale 300), in modo da variarne la zona d'ombra prodotta e quindi le proprietà del fascio luminoso emesso 110.

Il sistema di movimentazione 8 potrebbe essere configurato per spostare il primo schermo opaco 4 e/o il secondo schermo opaco 5 lungo l’asse ottico principale 300 o perpendicolarmente all’asse ottico principale 300. Tale spostamento varierebbe le proprietà del fascio luminoso emesso 110, ad esempio modificandone la forma e l’ampiezza o sospendendo temporaneamente la soppressione dell’abbagliamento e/o la soppressione di una porzione angolare del fascio luminoso emesso 110.

Il sistema di movimentazione 8 potrebbe essere configurato per modificare la posizione dell’ulteriore elemento ottico 7 oppure per sostituirlo meccanicamente con un altro elemento di diverse proprietà, che è prelevato ad esempio da un contenitore che racchiuda al suo interno varie lenti; nel contenitore, un marchingegno potrebbe riporre la lente attualmente in uso e prelevarne una nuova con le caratteristiche al momento desiderate.

Ritornando al settore dei trasporti, in una forma di realizzazione il sistema di illuminazione 1 (che in particolare è un faro per autoveicolo) comprende una pluralità di dispositivi illuminanti 10 aventi piccole dimensioni. Ad esempio, il sistema di illuminazione 1 comprende venticinque dispositivi illuminanti 10. Ciascun dispositivo illuminante 10 di tale pluralità emette un proprio fascio luminoso 110 che, dopo avere attraversato il rispettivo schermo opaco 4, si unisce con i fasci luminosi emessi dagli altri dispositivi illuminanti 10 per produrre un fascio luminoso complessivo che è emesso dal sistema di illuminazione 1. La sorgente luminosa 2 (in particolare a LED) di ciascun dispositivo illuminante 10 può essere accesa o spenta indipendentemente dalle sorgenti luminose 2 degli altri dispositivi illuminanti 10 del medesimo sistema di illuminazione 1.

Questa forma di realizzazione permette quindi di regolare l’intensità e la forma del fascio complessivo prodotto (in altre parole, di modellare il fascio luminoso emesso dal sistema di illuminazione 1), accendendo o spegnendo specifici dispositivi illuminanti 10 secondo necessità. Ad esempio, l’autoveicolo può essere provvisto di sensori in grado di rilevare la presenza e la posizione di altri autoveicoli o pedoni; in base a tale rilevazione, un sistema di controllo può spegnere quei dispositivi illuminanti 10 che andrebbero ad investire direttamente con il rispettivo fascio luminoso gli altri autoveicoli o pedoni rilevati, mentre i rimanenti dispositivi illuminanti 10 del medesimo sistema di illuminazione 1 sono lasciati accesi.

In un’altra forma di realizzazione, la sorgente luminosa 2 di un dispositivo illuminante 10 è formata da una pluralità di singoli emettitori luminosi (ad esempio LED). Nello specifico, i singoli emettitori luminosi (ad esempio, venticinque LED) sono separati tra loro da idonei setti opachi e sono disposti su una griglia ordinata simile ad una matrice.

Ciascun singolo emettitore luminoso emette una rispettiva parte (ristretta e ben delimitata) di fascio luminoso della sorgente luminosa 2; l’unione delle parti di fascio luminoso forma il fascio luminoso prodotto dalla sorgente luminosa 2 e, dopo interazione con il dispositivo ottico convergente, produce il fascio luminoso convergente 100.

Ciascun singolo emettitore luminoso del dispositivo illuminante 10 può essere acceso o spento indipendentemente dagli altri emettitori luminosi del medesimo dispositivo illuminante 10.

Questa forma di realizzazione permette quindi di regolare l’intensità e la forma del fascio luminoso 110 emesso dal dispositivo illuminante 10 (in altre parole, di modellare il fascio luminoso 110), accendendo o spegnendo specifici singoli emettitori luminosi secondo necessità. Lo spegnimento di emettitori luminosi in una certa regione della matrice di emettitori luminosi permette ad esempio di sopprimere una parte di fascio luminoso convergente 100, con effetto analogo a quello ottenuto tramite il secondo schermo opaco 5.

Un sistema di illuminazione 1 / faro per un autoveicolo può comprendere uno o più di tali dispositivi illuminanti 10 con sorgente luminosa a matrice. Analogamente a quanto sopra menzionato, l’autoveicolo può essere provvisto di sensori in grado di rilevare la presenza e la posizione di altri autoveicoli o pedoni; in base a tale rilevazione, un sistema di controllo può spegnere quegli emettitori luminosi responsabili di creare una parte di fascio luminoso che andrebbe ad investire direttamente gli altri autoveicoli o pedoni rilevati, mentre gli altri emettitori luminosi del medesimo dispositivo illuminante 10 sono lasciati accesi.

Come ultima considerazione, va detto che nel settore automobilistico è usuale utilizzare i fari abbaglianti di profondità anche come lampeggio di segnalazione. Se il sistema di illuminazione 1 non abbagliante secondo la presente divulgazione venisse usato in luogo dei comuni fari di profondità, tale funzione di segnalazione potrebbe essere mantenuta installando sul veicolo un ulteriore proiettore volutamente abbagliante, con sole funzioni di lampeggio di emergenza.

In alternativa, si può creare un sistema di movimentazione (elettromagnetico o elettromeccanico) azionato dal guidatore ed in grado di sollevare istantaneamente il primo schermo opaco 4 (facendolo muovere perpendicolarmente all’asse ottico principale 300) e di far scorrere la sorgente luminosa 2 lungo un binario con direzione coincidente con l'asse ottico 300, in modo da modificare la forma del fascio luminoso 110 e ripristinare all'occorrenza l'effetto abbagliante.

Ben consigliabile sarebbe in tal caso, per evitare che automobilisti senza scrupoli possano servirsi di tale sistema ausiliario non solo come lampeggio di emergenza ma pure come illuminazione di profondità, vincolarne l'uso tramite un comando in grado di attivare tale abbagliamento solo per una frazione di secondo. In questo modo, se un ipotetico automobilista volesse utilizzare tale abbagliamento in modo continuo e non istantaneo, sarebbe costretto ad attivare tale comando continuamente, cosa che per chi è impegnato alla guida di un veicolo è pressoché impossibile.

L'oggetto della presente divulgazione è stato fin qui descritto con riferimento a sue forme di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di illuminazione (1) atto ad essere utilizzato per veicoli stradali (9), treni, aeromobili, imbarcazioni, infrastrutture, edifici industriali o pubblici, ambienti interni, apparecchi o strumenti militari o destinati alle Forze dell'Ordine, sistemi fotografici o per video riprese, il sistema di illuminazione (1) includendo almeno un dispositivo illuminante (10) comprendente i seguenti elementi: - una sorgente luminosa (2); - un dispositivo ottico convergente (31; 33) avente un asse ottico principale (300), il dispositivo ottico convergente (31; 33) essendo configurato per cooperare con la sorgente luminosa (2) per produrre un fascio luminoso (100) sostanzialmente convergente in un punto di convergenza (30) situato su detto asse ottico principale (300); - uno schermo opaco (4) che è posizionato attorno a detto punto di convergenza (30), lo schermo opaco (4) avendo un foro o finestra (40) disposto in corrispondenza di detto punto di convergenza (30), il foro o finestra (40) essendo di dimensioni tali che lo schermo opaco (4) è configurato per consentire a detto fascio luminoso convergente (100) un passaggio al di là dello schermo opaco (4) in detto punto di convergenza (30) e per schermare raggi luminosi che non appartengono a detto fascio luminoso convergente (100), con ottenimento di un fascio luminoso (110) che è emesso dal dispositivo illuminante (10) attraverso detto foro o finestra (40).
2. 2. Sistema di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo ottico convergente è un proiettore (31) e detto asse ottico principale (300) è un asse ottico principale del proiettore (31).
3. 3. Sistema di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo ottico convergente comprende una lente convergente (33), detto asse ottico principale (300) essendo un asse ottico della lente (33).
4. 4. Sistema di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo ottico convergente comprende inoltre un proiettore (31), un asse ottico principale del proiettore (31) essendo parallelo e coincidente con l’asse ottico della lente (33).
5. 5. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detto schermo opaco (4) è un primo schermo opaco ed il dispositivo illuminante (10) comprende un ulteriore elemento che è un secondo schermo opaco (5), detto secondo schermo opaco (5) avendo una forma a settore circolare ed essendo posizionato in modo tale che il centro di tale settore circolare coincida con un punto di posizionamento (35) su detto asse ottico principale (300), il punto di posizionamento (35) essendo differente da detto punto di convergenza (30), il secondo schermo opaco (5) avendo dimensioni tali che il raggio di tale settore circolare sia maggiore o uguale al raggio che una sezione trasversale del fascio luminoso convergente (100) o del fascio luminoso emesso (110) assume in detto punto di posizionamento (35) del secondo schermo opaco (5), il secondo schermo opaco (5) essendo configurato per schermare una porzione angolare di tale fascio luminoso (100; 110).
6. 6. Sistema di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 5, comprendente un sistema di movimentazione (8) per ruotare il secondo schermo opaco (5) attorno a detto asse ottico principale (300), la rotazione del secondo schermo opaco (5) consentendo di variare le proprietà del fascio luminoso (110) che è emesso dal dispositivo illuminante (10).
7. 7. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, comprendente un basamento rigido (6) avente una funzione di supporto e fissaggio per gli elementi (2, 4, 5, 31, 33) del dispositivo illuminante (10), tali elementi (2, 4, 5, 31, 33) essendo rigidamente fissati tra loro mediante il basamento rigido (6).
8. 8. Sistema di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto basamento rigido è una parte di un apparato su cui il sistema di illuminazione (1) è montato, detta parte essendo in particolare una carrozzeria, un telaio o un altro elemento di un veicolo (9), uno scafo di una imbarcazione, oppure una carlinga di un aeromobile.
9. 9. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente un sistema di movimentazione (8) per spostare detto schermo opaco (4) e/o detto secondo schermo opaco (5) lungo detto asse ottico principale (300) o perpendicolarmente a detto asse ottico principale (300), lo spostamento dello schermo opaco (4) e/o del secondo schermo opaco (5) consentendo di variare le proprietà del fascio luminoso (110) che è emesso dal dispositivo illuminante (10).
10. 10. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente un sistema di movimentazione (8) per spostare la sorgente luminosa (2) e/o il dispositivo ottico convergente (31; 33) con un movimento di scorrimento lungo detto asse ottico principale (300), tale movimento di scorrimento consentendo di variare le proprietà del fascio luminoso (110) che è emesso dal dispositivo illuminante (10).
11. 11. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, comprendente un ulteriore elemento ottico (7) disposto in prossimità dello schermo opaco (4), lo schermo opaco (4) essendo in posizione interposta tra il dispositivo ottico convergente (31; 33) e l’ulteriore elemento ottico (7), l’ulteriore elemento ottico (7) essendo configurato per modificare le proprietà del fascio luminoso (110) che è emesso dal dispositivo illuminante (10), l’ulteriore elemento ottico (7) essendo scelto tra un gruppo comprendente: una lente convergente, una lente divergente, un elemento atto variare le proprietà cromatiche della luce, un elemento avente una combinazione di parti opache o trasparenti o lucide o translucide tali da creare specifici effetti luminosi o specifiche ombreggiature o tali da proiettare determinati motivi artistici o decorativi.
12. 12. Sistema di illuminazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui lo schermo opaco (4) e/o il secondo schermo opaco (5) è / sono una parte di un apparato su cui il sistema di illuminazione (1) è montato, detta parte essendo in particolare una porzione sagomata di una carrozzeria di un veicolo (9).