ITMI20131756A1 - LED LIGHTING DEVICE WITH MODULAR OPTICAL SYSTEM - Google Patents

LED LIGHTING DEVICE WITH MODULAR OPTICAL SYSTEM

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ITMI20131756A1
ITMI20131756A1 IT001756A ITMI20131756A ITMI20131756A1 IT MI20131756 A1 ITMI20131756 A1 IT MI20131756A1 IT 001756 A IT001756 A IT 001756A IT MI20131756 A ITMI20131756 A IT MI20131756A IT MI20131756 A1 ITMI20131756 A1 IT MI20131756A1
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IT
Italy
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optical element
led
primary
lighting
secondary optical
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Application number
IT001756A
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Italian (it)
Inventor
Domenico Bosatelli
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Gewiss Spa
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

"DISPOSITIVO DI ILLUMINAZIONE A LED CON SISTEMA OTTICO MODULARE" "LED LIGHTING DEVICE WITH MODULAR OPTICAL SYSTEM"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di illuminazione a LED con sistema ottico modulare. The present invention refers to a LED lighting device with a modular optical system.

Il dispositivo di illuminazione oggetto del presente trovato è particolarmente studiato per apparecchi per l'illuminazione di grandi ambienti, interni ed esterni. The lighting device according to the present invention is particularly designed for luminaires for lighting large indoor and outdoor environments.

Come è noto, gli apparecchi di illuminazione tradizionali, per esempio quelli che utilizzano lampade a scarica, consentono di modificare le caratteristiche di emissione della luce grazie a diverse posizioni di montaggio della lampada rispetto al riflettore. As is known, traditional lighting devices, for example those using discharge lamps, allow the characteristics of light emission to be modified thanks to different mounting positions of the lamp with respect to the reflector.

Negli apparecchi di illuminazione a LED tale possibilità è preclusa ed i produttori sono costretti a realizzare un modello diverso per ogni singola applicazione. In LED lighting fixtures this possibility is precluded and manufacturers are forced to create a different model for each individual application.

Questo limite incide in maniera pesante sull'opportunità di prefabbricazione dei componenti e quindi sui costi. This limit has a heavy impact on the opportunity for prefabrication of components and therefore on costs.

Per ovviare a questo inconveniente e garantire al tempo stesso un'ottima resa i produttori di apparecchi a LED hanno adottato diverse strategie. To overcome this drawback and at the same time ensure excellent performance, LED luminaire manufacturers have adopted various strategies.

Una prima soluzione consiste nel predisporre una piastra nella quale ciascun LED abbia una diversa inclinazione che possa portare ad un mosaico di punti luce ottimale, secondo il sistema fotometrico che si desidera ottenere. A first solution consists in providing a plate in which each LED has a different inclination that can lead to an optimal mosaic of light points, according to the photometric system to be obtained.

Tale soluzione, che permette di sfruttare al massimo le potenzialità dei LED, senza ridurre l'intensità luminosa con gruppi ottici correttivi supplementari, risulta tuttavia costosa da un punto di vista della industrializzazione. This solution, which makes it possible to exploit the potential of LEDs to the maximum, without reducing the light intensity with additional corrective optical groups, is however expensive from an industrialization point of view.

Un'altra soluzione, più economica della precedente, consiste nel predisporre diverse file di LED su una piastra ed applicare differenti lenti e microlenti per ciascun LED, con il compito di diffondere la luce in modo appropriato. Another solution, cheaper than the previous one, consists in arranging several rows of LEDs on a plate and applying different lenses and microlenses for each LED, with the task of diffusing the light appropriately.

Un'ulteriore soluzione consiste nel predisporre diverse file di LED su una piastra predisponendo attorno a ciascun LED un rifrattore in grado di definire un preciso modello fotometrico, in modo analogo ad una lampada tradizionale. A further solution consists in arranging several rows of LEDs on a plate by arranging around each LED a refractor capable of defining a precise photometric model, in a similar way to a traditional lamp.

È noto realizzare il rifrattore in due componenti, generalmente definite come ottica primaria ed ottica secondaria. It is known to realize the refractor in two components, generally defined as primary optics and secondary optics.

La luce emessa dall'unità LED, la quale è dotata di una sua lente, è dapprima rifratta dall'ottica primaria e successivamente dall'ottica secondaria. The light emitted by the LED unit, which is equipped with its own lens, is first refracted by the primary optic and then by the secondary optic.

Tale costruzione permette di modificare il modello fotometrico di ciascuna unità LED combinando ottiche con caratteristiche diverse. This construction allows to modify the photometric model of each LED unit by combining optics with different characteristics.

Un problema di tale sistema è costituito dal fatto che ciascuna soluzione ottica è strettamente legata all'unità LED utilizzata ed alla interazione con le altre unità illuminanti utilizzate nello stesso apparecchio. A problem of this system is constituted by the fact that each optical solution is strictly linked to the LED unit used and to the interaction with the other lighting units used in the same luminaire.

In altre parole, l'apparecchio di illuminazione costruito con tale sistema deve essere necessariamente installato esattamente come previsto e non può essere utilizzato in modo diverso. In other words, the luminaire built with such a system must necessarily be installed exactly as intended and cannot be used differently.

Anche dal punto di vista produttivo, è necessario realizzare un grande numero di componenti ottiche ciascuna delle quali è utilizzabile in abbinamento soltanto con le componenti ottiche specifiche per le quali è stata progettata. Also from the production point of view, it is necessary to realize a large number of optical components, each of which can be used in combination only with the specific optical components for which it was designed.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di illuminazione a LED con sistema ottico modulare, che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata. The aim of the present invention is to provide a LED lighting device with a modular optical system, which overcomes the drawbacks of the aforementioned known art.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che permetta di ridurre il numero di componenti ottici di diverso tipo necessari per realizzare unità illuminanti con caratteristiche fotometriche diverse. Within this aim, an object of the invention is that of realizing a device which allows to reduce the number of optical components of different types necessary for realizing lighting units with different photometric characteristics.

Uno scopo importante dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che permetta di modificare le caratteristiche fotometriche dell'apparecchio di illuminazione nel quale è montato, senza sostituire alcun componente. An important object of the invention is that of realizing a device which allows to modify the photometric characteristics of the lighting apparatus in which it is mounted, without replacing any component.

Un altro scopo ancora è quello di realizzare un dispositivo illuminante che permetta di modificare le caratteristiche fotometriche dell'apparecchio di illuminazione nel quale è montato, senza sostituire alcun componente, anche da parte dell'utente finale. Yet another object is to provide a lighting device which allows to modify the photometric characteristics of the lighting apparatus in which it is mounted, without replacing any component, even by the end user.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affìdabilità e di sicurezza nell'uso. Another object of the present invention is to provide a device which, due to its particular constructive characteristics, is capable of ensuring the greatest guarantees of reliability and safety in use.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di illuminazione a LED con sistema ottico modulare comprendente almeno un elemento a LED ed almeno un modulo illuminante associato a detto elemento a LED ed atto a distribuire un fascio luminoso emesso da detto elemento a LED, secondo un determinato modello fotometrico; detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che detto modulo illuminante comprende un elemento ottico primario ed un elemento ottico secondario, detto elemento ottico secondario cooperando con detto elemento ottico primario per distribuire detto fascio luminoso; detti elementi ottici, primario e secondario, essendo intercambiabili per modificare detto modello fotometrico. These purposes and others which will appear better later, are achieved by a LED lighting device with a modular optical system comprising at least one LED element and at least one lighting module associated with said LED element and capable of distributing a light beam emitted by said element. LED element, according to a specific photometric model; said device being characterized in that said illuminating module comprises a primary optical element and a secondary optical element, said secondary optical element cooperating with said primary optical element to distribute said light beam; said optical elements, primary and secondary, being interchangeable to modify said photometric model.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the description of preferred, but not exclusive, embodiments of the invention, illustrated by way of non-limiting indication in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 è una vista prospettica dall'alto, parzialmente esplosa, del dispositivo di illuminazione a LED secondo la presente invenzione; Figure 1 is a partially exploded top perspective view of the LED lighting device according to the present invention;

la figura 2 è una vista prospettica dal basso, parzialmente esplosa, del dispositivo della figura precedente; Figure 2 is a partially exploded bottom perspective view of the device of the previous figure;

la figura 3 è una vista in alzato, in sezione, di un modulo illuminante; Figure 3 is a sectional elevation view of a lighting module;

la figura 4 è una vista prospettica della parte anteriore del modulo illuminante; figure 4 is a perspective view of the front part of the lighting module;

la figura 5 è una vista prospettica, nella quale l'elemento ottico secondario è montato ruotato di 90° rispetto alla sua posizione nella figura precedente; figure 5 is a perspective view, in which the secondary optical element is mounted rotated by 90 ° with respect to its position in the previous figure;

la figura 6 è una vista, schematica, in sezione trasversale, illustrante un esempio di andamento dei raggi luminosi; Figure 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the pattern of the light rays;

la figura 7 è una vista prospettica illustrante un apparecchio di illuminazione dotato del dispositivo oggetto del presente trovato; figure 7 is a perspective view illustrating a lighting apparatus equipped with the device according to the present invention;

la figura 8 è una vista frontale dell'apparecchio di illuminazione della figura precedente; figure 8 is a front view of the lighting apparatus of the previous figure;

la figura 9 è una vista posteriore dell'apparecchio di illuminazione della figura precedente. Figure 9 is a rear view of the lighting apparatus of the previous figure.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di illuminazione a LED con sistema ottico modulare, secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una piastra di supporto 2 associata ad un dissipatore 3, costituito da un corpo alettato, preferibilmente metallico, ad esempio in alluminio. With reference to the aforementioned figures, the LED lighting device with modular optical system, according to the invention, globally indicated with the reference number 1, comprises a support plate 2 associated with a heat sink 3, consisting of a finned body, preferably metallic, for example aluminum.

La piastra di supporto 2 comprende una pluralità di sedi 4 ciascuna delle quali è atta ad accogliere un rispettivo modulo illuminante 5. The support plate 2 comprises a plurality of seats 4 each of which is adapted to receive a respective lighting module 5.

Ciascun modulo illuminante 5 è disposto in corrispondenza di un rispettivo elemento a LED 6, costituito da uno o più LED, applicato ad una piastra di base 7, collegata al dissipatore 3. Each lighting module 5 is arranged in correspondence with a respective LED element 6, consisting of one or more LEDs, applied to a base plate 7, connected to the heat sink 3.

Secondo la presente invenzione, ciascun modulo illuminante 5 comprende un elemento ottico primario 8 ed un elemento ottico secondario 9, variabile. According to the present invention, each lighting module 5 comprises a primary optical element 8 and a secondary, variable optical element 9.

L'elemento ottico primario 8 può essere costituito da un riflettore e/o da una lente o guidaluce. The primary optical element 8 can consist of a reflector and / or a lens or light guide.

L'elemento ottico secondario 9 è vantaggiosamente costituito da un disco intercambiabile che può essere conformato in modo da presentare diverse caratteristiche di diffusione e trasmissione della luce. The secondary optical element 9 is advantageously constituted by an interchangeable disk which can be shaped in such a way as to have different characteristics of diffusion and transmission of light.

Secondo una forma realizzativa, preferita ma non esclusiva, il disco 9 presenta una serie di zone sagomate 10, eventualmente su ambo i lati. According to a preferred but not exclusive embodiment, the disc 9 has a series of shaped areas 10, possibly on both sides.

Le zone sagomate 10 possono essere costituite da intagli prismatici od altre sagomature opportune atte a rifrangere i raggi luminosi secondo uno schema fotometrico prescelto. The shaped areas 10 can be constituted by prismatic notches or other suitable shapes suitable for refracting the light rays according to a selected photometric pattern.

Secondo la presente invenzione, l'elemento ottico secondario 9 è associato all'elemento ottico primario 8 mediante un attacco a baionetta, od altro sistema di attacco, che permetta di applicare l'elemento ottico secondario 9 con un angolo di rotazione variabile rispetto all'elemento ottico primario. According to the present invention, the secondary optical element 9 is associated with the primary optical element 8 by means of a bayonet connection, or other attachment system, which allows to apply the secondary optical element 9 with a variable angle of rotation with respect to the primary optical element.

Nelle figure 4 e 5, si illustra, a titolo di esempio, l'elemento ottico secondario 9 montato sull'elemento ottico primario, ruotato di 90° tra una posizione e l'altra. Figures 4 and 5 illustrate, by way of example, the secondary optical element 9 mounted on the primary optical element, rotated by 90 ° between one position and another.

Il sistema di attacco a baionetta, od altro sistema di attacco prescelto, può essere configurato in modo da permettere il montaggio dell'elemento ottico secondario 9 con diversi angoli, in modo discreto o continuo, in maniera da permettere di variare la direzione e la distribuzione del fascio luminoso e quindi di variare il modello fotometrico del dispositivo. The bayonet attachment system, or other selected attachment system, can be configured in such a way as to allow the mounting of the secondary optical element 9 at different angles, in a discrete or continuous manner, in such a way as to allow the direction and distribution to be varied. of the light beam and therefore to vary the photometric model of the device.

Per assicurare la tenuta all'acqua ed all'umidità, l'elemento ottico secondario 9 è montato sull'elemento ottico primario 8 tramite l'interposizione di una guarnizione 13. To ensure water and humidity tightness, the secondary optical element 9 is mounted on the primary optical element 8 by interposing a gasket 13.

Il dispositivo 1 può essere utilizzato in apparecchi di illuminazione di varie forme e dimensioni. The device 1 can be used in lighting fixtures of various shapes and sizes.

Nelle figure 7-9 si illustra un esempio di applicazione del dispositivo 1 in un apparecchio di illuminazione 100 costituito da un corpo scatolare 101, ad esempio realizzato in materiale termoplastico . Figures 7-9 illustrate an example of application of the device 1 in a lighting apparatus 100 consisting of a box-like body 101, for example made of thermoplastic material.

Il corpo scatolare 101 accoglie il dispositivo 1 in un alloggiamento adiacente ad un comparto 102, contenente i sistemi di alimentazione e controllo, non visibili nelle figure. The box-like body 101 accommodates the device 1 in a housing adjacent to a compartment 102, containing the power supply and control systems, not visible in the figures.

Vantaggiosamente, il dispositivo di illuminazione 1 presenta un elemento tubolare 11, solidale alla piastra di supporto 2, ed atto a contenere i cavi elettrici che collegano la piastra di base 7, che supporta i LED 6, ai sistemi di alimentazione e controllo, disposti all'interno del comparto 102. Advantageously, the lighting device 1 has a tubular element 11, integral with the support plate 2, and able to contain the electric cables that connect the base plate 7, which supports the LEDs 6, to the power supply and control systems, arranged on the inside the compartment 102.

L'elemento tubolare 11 comprende un inserto flangiato 12 atto a penetrare in un apposito foro, non visibile nelle figure, ricavato nel secondo comparto 102. The tubular element 11 comprises a flanged insert 12 able to penetrate into a suitable hole, not visible in the figures, obtained in the second compartment 102.

Il dispositivo di illuminazione 1, completamente assemblato e con i cavi di alimentazione inseriti nell'elemento tubolare 11 è disposto nell'alloggiamento inserendo dapprima l'inserto flangiato 12 nel foro del comparto 102. The lighting device 1, completely assembled and with the power cables inserted in the tubular element 11, is arranged in the housing by first inserting the flanged insert 12 in the hole of the compartment 102.

La tenuta tra l'elemento tubolare 11 ed il comparto 102 può essere assicurata attraverso una opportuna guarnizione. The seal between the tubular element 11 and the compartment 102 can be ensured by means of a suitable gasket.

L'elemento tubolare 11 permette di velocizzare e di agevolare il montaggio del dispositivo 1 nell'apparecchio 100 ed evita che vi siano cavi a vista. The tubular element 11 allows to speed up and facilitate the assembly of the device 1 in the apparatus 100 and avoids the presence of cables in sight.

Abbinando differenti elementi ottici primari 8, costituiti da lenti o riflettori, con diversi elementi ottici secondari 9, costituiti da dischi diffusori con diverse caratteristiche ottiche, è possibile ottenere emissioni luminose con fotometrie svariate. By combining different primary optical elements 8, consisting of lenses or reflectors, with different secondary optical elements 9, consisting of diffuser discs with different optical characteristics, it is possible to obtain light emissions with various photometries.

Lo stesso utilizzatore finale può facilmente variare l'emissione luminosa variando la posizione di ciascun elemento ottico secondario 9, semplicemente ruotandolo rispetto all'elemento ottico primario 8. The end user himself can easily vary the light emission by varying the position of each secondary optical element 9, simply by rotating it with respect to the primary optical element 8.

Ad esempio, lo stesso apparecchio 100 può essere montato verticalmente oppure orizzontalmente, mantenendo la stessa identica distribuzione e direzione del fascio luminoso, semplicemente ruotando ciascun elemento ottico secondario 9 di 180°. For example, the same apparatus 100 can be mounted vertically or horizontally, maintaining the same identical distribution and direction of the light beam, simply by rotating each secondary optical element 9 by 180 °.

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un dispositivo di illuminazione a LEO con un sistema ottico modulare costituito da una serie di moduli illuminanti che permettono di variare le caratteristiche fotometriche del dispositivo in modo semplice ed economico da un punto di vista produttivo. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects by having realized a LEO lighting device with a modular optical system consisting of a series of lighting modules which allow to vary the photometric characteristics of the device in a simple and economical way. from a production point of view.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione permette inoltre di variare la direzione del fascio luminoso anche da parte dell'utilizzatore finale, semplicemente variando la posizione degli elementi ottici secondari 9 rispetto agli elementi ottici primari 8 sui quali sono montati. The device object of the present invention also allows the direction of the light beam to be varied also by the end user, simply by varying the position of the secondary optical elements 9 with respect to the primary optical elements 8 on which they are mounted.

Il dispositivo secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. The device according to the invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. The materials used, as well as the dimensions, may of course be any according to the requirements and the state of the art.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di illuminazione a LED con sistema ottico modulare comprendente almeno un elemento a LED ed almeno un modulo illuminante associato a detto elemento a LED ed atto a distribuire un fascio luminoso emesso da detto elemento a LED, secondo un determinato modello fotometrico; detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che detto modulo illuminante comprende un elemento ottico primario ed un elemento ottico secondario, detto elemento ottico secondario cooperando con detto elemento ottico primario per distribuire detto fascio luminoso; detti elementi ottici, primario e secondario, essendo intercambiabili per modificare detto modello fotometrico. CLAIMS 1. LED lighting device with modular optical system comprising at least one LED element and at least one lighting module associated with said LED element and able to distribute a light beam emitted by said LED element, according to a determined photometric model; said device being characterized in that said illuminating module comprises a primary optical element and a secondary optical element, said secondary optical element cooperating with said primary optical element to distribute said light beam; said optical elements, primary and secondary, being interchangeable to modify said photometric model. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che uno stesso elemento ottico secondario è applicabile ad un medesimo elemento ottico primario in diverse posizioni per modificare detto modello fotometrico. 2. Device according to claim 1, characterized in that the same secondary optical element is applicable to the same primary optical element in different positions to modify said photometric model. 3. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento ottico secondario è montato su detto elemento ottico primario in modo rimovibile. 3. Device according to claim 1, characterized in that said secondary optical element is mounted on said primary optical element in a removable way. 4. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una piastra di supporto comprendente una o più sedi ciascuna delle quali è atta ad accogliere un rispettivo modulo illuminante; ciascun modulo illuminante essendo disposto in corrispondenza di un rispettivo elemento a LED applicato ad una piastra di base. 4. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a support plate comprising one or more seats, each of which is adapted to receive a respective lighting module; each lighting module being arranged in correspondence with a respective LED element applied to a base plate. 5. Dispositivo, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere un dissipatore associato a detta piastra di base ed a detta piastra di supporto. 5. Device according to claim 4, characterized in that it comprises a dissipator associated with said base plate and said support plate. 6. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento ottico primario è costituito da un riflettore e/o da una lente o guidaluce. 6. Device according to claim 1, characterized in that said primary optical element consists of a reflector and / or a lens or light guide. 7. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento ottico secondario è costituito da un disco presentante una serie di zone sagomate. 7. Device according to claim 1, characterized in that said secondary optical element is constituted by a disc having a series of shaped areas. 8. Dispositivo, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che dette zone sagomate comprendono intagli prismatici od altre sagomature opportune atte a rifrangere i raggi luminosi secondo uno schema fotometrico prescelto. 8. Device according to claim 7, characterized in that said shaped areas comprise prismatic notches or other suitable shapes suitable for refracting the light rays according to a pre-selected photometric pattern. 9. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento ottico secondario è associato a detto elemento ottico primario mediante un attacco a baionetta. 9. Device according to claim 1, characterized in that said secondary optical element is associated with said primary optical element by means of a bayonet coupling. 10. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento ottico secondario è montato su detto elemento ottico primario tramite l'interposizione di una guarnizione. 10. Device according to claim 1, characterized in that said secondary optical element is mounted on said primary optical element through the interposition of a gasket. 11. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento tubolare, solidale a detta piastra di supporto, ed atto a contenere cavi elettrici che collegano detta piastra di base supportante detti elementi a LED, ai sistemi di alimentazione e controllo di un apparecchio di illuminazione nel quale è installato detto dispositivo di illuminazione,11. Device, according to claim 1, characterized in that it comprises a tubular element, integral with said support plate, and able to contain electric cables which connect said base plate supporting said LED elements, to the power supply and control systems of a lighting fixture in which said lighting device is installed,
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