ITMO20070267A1 - Insieme di lenti per un proiettore - Google Patents

Description

Insieme di lenti per un proiettore L'invenzione si riferisce a un insieme di lenti per un proiettore con una pluralità di LED e con una pluralità di lenti singole. L'invenzione si riferisce inoltre a un proiettore con una pluralità di LED e con un insieme di lenti di tale tipo.

Nei proiettori per autoveicoli sulla scia dei più recenti sviluppi si cerca di ridurre ulteriormente il consumo di energia e ciò nonostante di ottenere una buona resa di illuminazione del piano stradale. Mentre fino ad ora sono state sfruttate sorgenti di luce allo Xeno come Standard per un proiettore di elevata qualità, di recente si è lavorato a tale proposito allo sviluppo di proiettori a LED. Al fine di realizzare una configurazione prestabilita di illuminazione, le cui specifiche sono prestabilite di norma dal rispettivo legislatore, è previsto di associare una lente ad ogni LED. Per un proiettore è in tal caso previsto generalmente un numero più elevato di LED, potendosi avere a che fare con due LED fino per esempio a dieci oppure dodici LED.

Da US 2004/0223337 Al è noto un proiettore a LED di tale tipo con dodici LED, in cui a ogni LED è associata una lente. I singoli LED sono alloggiati in questo caso in un telaio, che è collegato con una piastra di base, sulla quale sono supportati i LED.

Secondo WO 2006/034329 A2 con una matrice di LED viene impiegata soltanto una lente oppure vengono impiegate solamente due lenti, per realizzare una configurazione prestabilita di illuminazione. Per questo scopo vengono sfruttati cavi a fibra ottica, per rispettare la configurazione prestabilita di illuminazione.

Secondo WO 2004/059207 Al una matrice di LED viene combinata con una lente convessa comune, mediante la quale deve essere ottenuta la configurazione prestabilita di illuminazione.

Nelle soluzioni note la costruzione è relativamente complicata oppure, in quei casi in cui viene impiegata soltanto una lente comune per generare la configurazione di illuminazione, non è garantito che possano essere senz'altro rispettate le specifiche prestabilite.

Di fronte a questo scenario di fondo, alla base dell'invenzione vi è il compito di produrre un insieme di lenti per un proiettore con una pluralità di LED, mediante il quale la costruzione del proiettore venga resa il più possibile semplice e conveniente dal punto di vista dei costi, e nello stesso tempo venga facilitato un rispetto il più possibile preciso delle specifiche per una configurazione prestabilita di illuminazione.

Questo compito viene risolto mediante un insieme di lenti per un proiettore con una pluralità di LED, che è costituito da una pluralità di lenti singole, che mediante mezzi di collegamento sono tenute insieme in un pacchetto di lenti e sono posizionate relativamente le une rispetto alle altre.

Il compito dell'invenzione viene risolto inoltre mediante un proiettore, in particolare un proiettore per autoveicolo, con una pluralità di LED, a ciascuno dei quali è associata una rispettiva lente per la realizzazione di una determinata configurazione di illuminazione, le lenti essendo tenute insieme in un pacchetto di lenti mediante mezzi di collegamento e essendo posizionate relativamente le une rispetto alle altre.

Il compito dell'invenzione viene in questo modo completamente risolto .

In questo caso il numero delle lenti corrisponde preferibilmente al numero dei LED del proiettore, in modo che sia possibile utilizzare per ogni LED una lente che è stata adattata per ottenere una configurazione ottimizzata di illuminazione del proiettore.

Poiché le lenti sono fabbricate come lenti singole e sono montate insieme in un pacchetto di lenti mediante mezzi di collegamento, i costi di fabbricazione sono notevolmente ridotti rispetto a una fabbricazione congiunta delle lenti. È possibile fabbricare le singole lenti in un procedimento razionale di lavorazione per esempio mediante un procedimento di stampaggio e combinarle poi in un pacchetto di lenti in modo che sia assicurato il posizionamento corretto delle singole lenti.

In questo modo soltanto il pacchetto di lenti deve essere posizionato in modo corretto rispetto ai LED, al fine di assicurare il rispetto dei parametri ottici del proiettore. In questo modo i costi di montaggio vengono notevolmente ridotti e nello stesso tempo viene migliorata la stabilità meccanica del sistema ottico.

In un ulteriore sviluppo vantaggioso dell'invenzione le lenti presentano sulle loro superfici laterali affacciate superfici di unione parallele le une rispetto alle altre.

In questo modo viene facilitato un posizionamento corretto delle lenti le une rispetto alle altre e un collegamento duraturo delle lenti le une con le altre.

Secondo una forma ulteriore di allestimento dell'invenzione le lenti sono connesse le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante accoppiamento di materiale.

Secondo una prima variante le lenti sono connesse in questo caso le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante incollaggio.

Secondo una seconda variante le lenti sono connesse in questo caso le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante una saldatura di vetro.

Mediante queste caratteristiche viene facilitato una connessione affidabile delle lenti le une con le altre e nello stesso tempo viene resa possìbile una semplice fabbricazione. Preferibilmente le lenti sono connesse le une con le altre sulle loro superfici laterali senza spazi intermedi di separazione.

In questo modo è assicurata una stabilità particolarmente elevata del pacchetto di lenti.

In un'ulteriore forma preferita di allestimento dell'invenzione le lenti sono connesse le une con le altre mediante un materiale che assorbe la luce.

In questo modo viene impedito un eventuale passaggio di luce da una lente in una lente adiacente, così da evitare una compromissione della configurazione prestabilita di illuminazione di un proiettore a causa di passaggio indesiderato di luce.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione le lenti sono connesse con un elemento di supporto comune, preferibilmente sotto forma di una piastra, mediante elementi di connessione, preferibilmente mediante tasselli oppure viti. In questo caso gli elementi di connessione sono preferibilmente otticamente trasparenti.

Gli elementi di connessione possono impegnarsi in questo caso in fori, sui quali sono versate masse di colata.

Secondo una forma ulteriore di allestimento dell'invenzione gli elementi di connessione si sviluppano nella direzione assiale delle lenti e sono visibili dalla superficie di uscita della luce delle lenti. In tal modo è possibile sfruttare una visibilità eventualmente non evitabile degli elementi di connessione come aspetto decorativo, essendo possibile a questo scopo colorare i corrispondenti elementi di connessione oppure le corrispondenti superfici con coloranti oppure disegni dalla apparenza metallica.

Tramite le masse di colata è possibile eventualmente minimizzare l'accentuata evidenza dei fori e degli elementi di connessione .

Secondo una forma ulteriore di allestimento dell'invenzione il pacchetto di lenti è alloggiato, in punti definiti di installazione, su un telaio di supporto, che presenta superfici di contatto dotate di strette tolleranze per il posizionamento del pacchetto di lenti rispetto ai LED.

Mediante questo accorgimento viene facilitato un posizionamento del pacchetto di lenti all'interno di un proiettore rispetto ai rispettivi LED.

Per tale scopo il pacchetto di lenti può essere alloggiato sul telaio di supporto per mezzo di una connessione mediante incollaggio e/o per mezzo di un'azione di serraggio.

Seconda una forma ulteriore di allestimento dell'invenzione il pacchetto di lenti è ottenuto per stampaggio ad iniezione nel telaio di supporto.

Il telaio di supporto può essere costituito per esempio da lamiera oppure da materiale plastico.

Mediante questi accorgimenti viene facilitato il posizionamento del pacchetto di lenti all'interno del proiettore rispetto ai LED e vengono ridotti i costi per il montaggio e la registrazione.

Secondo una forma ulteriore di allestimento dell'invenzione almeno alcune delle lenti presentano un rispettivo incavo, in particolare una scanalatura, per l'alloggiamento di un elemento di supporto per il posizionamento del pacchetto dì lenti rispetto ai LED.

Anche mediante questo accorgimento è possibile ottenere un posizionamento semplice e corretto del pacchetto di lenti rispetto ai LED.

Si intende che le caratteristiche dell'invenzione indicate in precedenza e quelle che saranno illustrate nel seguito sono utilizzabili non soltanto nella combinazione data di volta in volta, ma anche in altre combinazioni oppure isolatamente, senza abbandonare il dominio dell'invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risultano dalla descrizione che segue di esempi preferiti di forme di realizzazione con riferimento ai disegni. Sono mostrati:

Figura 1 una vista in prospettiva di una prima forma di realizzazione di un pacchetto di lenti secondo l'invenzione, che è combinato con un telaio di supporto;

Figura 2 la struttura di base di un proiettore secondo l'invenzione con l'impiego di un pacchetto di lenti secondo l'invenzione, che è leggermente modificato rispetto alla forma di realizzazione secondo la Figura 1;

Figura 3 una sezione trasversale di una forma ulteriore di realizzazione di un pacchetto di lenti secondo l'invenzione e Figura 4 una sezione trasversale attraverso una forma modificata di realizzazione di un proiettore secondo 1'invenzione.

Una prima forma di realizzazione di un pacchetto di lenti secondo l'invenzione è rappresentata nella Figura 1 ed è contrassegnata complessivamente con il numero di riferimento 10

Il pacchetto di lenti 10 comprende quattro lenti 12, 13, 14, 15, che sono adattate ciascuna nella loro caratteristica di formazione della immagine ai LED associati di un proiettore (non rappresentato). Ogni lente 12, 13, 14, 15 è munita sulle sue superfici laterali di una superficie piana di giunzione 16, le rispettive superfici opposte di giunzione di una lente sono parallele tra loro e si sviluppano parallelamente rispetto all'asse ottico della lente. Le superfici di giunzione sul lato superiore e sul lato inferiore della rispettiva lente sono anch'esse parallele tra loro e intersecano le superfici di giunzione sulle superfici laterali con un angolo di 90°. Le lenti 12, 13, 14, 15 sono incollate tra loro sulle loro superfici di giunzione adiacenti e sono inoltre alloggiate con le loro superfici esterne di giunzione in un telaio di supporto 18 conformato in maniera corrispondente. In questo caso il fissaggio sul telaio di supporto avviene nello stesso tempo mediante incollaggio.

Le lenti 12, 13, 14, 15 sono in questo caso connesse le une con le altre in modo planare e senza spazi intermedi di separazione mediante un adesivo sulle loro superiici di giunzione associate le une con le altre, in modo che ne risulti un'unità compatta. Il materiale adesivo utilizzato è colorato in modo da assorbire la luce, per impedire un passaggio indesiderato di luce da una lente in un'altra lente. Per la realizzazione dell'incollaggio delle lenti 12, 13, 14, 15 tra loro sulle loro superfici di unione, le lenti vengono poste in precedenza in un dispositivo appropriato e vengono allineate in maniera corretta le une rispetto alle altre, in modo che con la realizzazione dell'incollaggio le lenti non soltanto siano connesse le une con le altre in un pacchetto di lenti, ma nello stesso tempo siano anche posizionate in maniera corretta le une rispetto alle altre.

Successivamente avviene l'incollaggio del pacchetto di lenti 10 di nuovo in corrispondenza di punti di installazione definiti sul telaio di supporto 18, essendo possibile a questo scopo sfruttare di nuovo eventualmente un dispositivo appropriato, per assicurare il corretto allineamento del pacchetto di lenti 10 rispetto al telaio di supporto 18. Eventualmente è possibile combinare questo procedimento anche con l'incollaggio delle lenti in un pacchetto di lenti. Il telaio di supporto 18, che può essere costituito per esempio da lamiera oppure da un appropriato materiale plastico, presenta superfici di contatto dotate di strette tolleranze, con l'aiuto delle quali è possibile assicurare un posizionamento corretto del pacchetto di lenti 10 durante il montaggio in un proiettore.

Nella Figura 2 è rappresentata la struttura principale di un proiettore per autoveicolo che utilizza un pacchetto di lenti di tale tipo ed è contrassegnata complessivamente con il numero di riferimento 20. Il pacchetto di lenti 30 rappresentato nella Figura 2 è leggermente modificato rispetto al pacchetto di lenti 10 secondo la Figura 1, tuttavia le lenti 32, 33, 34 sono di nuovo incollate le une con le altre senza spazi intermedi di separazione in corrispondenza delle loro superfici laterali su superfici di giunzione per mezzo di un materiale adesivo 35, 36. Tuttavia, a differenza della forma di realizzazione secondo la Figura 1, in questo caso sono previste tre lenti 32, 33, 34 le une al di sopra delle altre, mentre quattro file di lenti di tale tipo sono disposte le une a fianco delle altre, di modo che ne risulti un proiettore con dodici lenti singole complessivamente.

Inoltre le lenti sono incollate in questo caso in un telaio di supporto 37, che è sviluppato nello stesso tempo per il fissaggio su un corpo di base 22 del proiettore 20. Per il fissaggio è possibile impiegare (in maniera non rappresentata) per esempio un fissaggio mediante viti, un fissaggio mediante ribaditura, un fissaggio mediante bloccaggio e così via. Il corpo di base 22 è realizzato a forma di piastra e presenta sul suo lato opposto rispetto al pacchetto di lenti 30 una serie di alette di raffreddamento 24. Il corpo di base 22 può essere costituito per esempio da alluminio. Sulla superficie anteriore del corpo di base 22 sono fissati (in maniera non rappresentata) LED 26, 27, 28 per mezzo di una piastra con interposizione di appropriate piastrine isolanti o simili. Inoltre un rispettivo LED 26, 27, 28 è allineato con l'asse ottico di una lente associata 32, 33, 34 del pacchetto di lenti 30.

Si intende che di regola il proiettore 20 è ancora dotato inoltre di un appropriato contenitore (per esempio un contenitore in alluminio) e di un'appropriata copertura frontale (di regola in materiale plastico) come pure di mezzi di regolazione per la registrazione del proiettore. Per ragioni di semplicità si è rinunciato anche alla rappresentazione dei collegamenti elettrici.

Nella Figura 3 è rappresentata nella sezione trasversale una forma modificata di realizzazione di un pacchetto di lenti ed è contrassegnata complessivamente con il numero di riferimento 40. In questo caso una matrice, costituita da dodici lenti singole, è connessa con un elemento di supporto 46 in forma di una piastra di vetro, attraverso elementi di connessione 49 in forma di tasselli. Di nuovo in questo caso tre rispettive lenti 42, 43, 44 sono disposte le une sopra le altre con superfici di giunzione spianate sui loro lati che sono a contatto tra loro. Le lenti 42, 43, 44 presentano una rispettiva foratura 48, che si sviluppa in direzione del loro asse ottico, nella quale si impegna un tassello trasparente 49 in materiale plastico, che si estende attraverso una foratura corrispondente dell'elemento di supporto 46 e termina a filo della superficie superiore esterna di questo. Inoltre questi tasselli possono essere chiusi a tenuta mediante una massa di colata.

Eventualmente è possibile anche avere a che fare con tasselli metallizzati oppure colorati otticamente, che contribuiscono al design ottico del pacchetto di lenti 40 e sono visibili dal lato anteriore del pacchetto di lenti. L'elemento di supporto 46 in forma di piastra di vetro serve nello stesso tempo per il posizionamento del pacchetto di lenti durante il montaggio in un proiettore.

Un'ulteriore variante di un proiettore secondo l'invenzione è rappresentata nella Figura 4 ed è contrassegnata complessivamente con il numero di riferimento 50.

Il proiettore 50 presenta di nuovo un corpo di base 52 in forma di piastra, che è costituita preferibilmente da alluminio. Per ragioni di semplicità si è fatto a meno della rappresentazione di alette di raffreddamento sul lato posteriore. Sul lato anteriore del corpo di base 42 è fissata in maniera appropriata una matrice di LED. È possibile avere a che fare in questo caso con una matrice per esempio di 3 x 2 LED, in cui secondo la Figura 4 due rispettivi LED 56, 57 sono disposti uno sopra l'altro e tre file di LED sono disposte le une a fianco delle altre.

Di nuovo ad ogni LED 56, 57 è associata una lente 62, 63, le lenti 62, 63 (e le lenti adiacenti non visibili nella Figura 4) essendo connesse le une con le altre in un pacchetto di lenti 60 mediante accoppiamento di materiale sulle loro superfici di giunzione tra loro parallele. Tuttavia a differenza del pacchetto di lenti 30 secondo la Figura 2 non viene impiegato per la connessione nessun materiale adesivo, piuttosto una saldatura di vetro 64.

Mediante l'impiego di una saldatura di vetro, risultano capacità di carico termico più elevate di quanto non sia con l'impiego di un materiale adesivo.

Al posto di un telaio di supporto 18 oppure 37 come nelle forme di realizzazione secondo la Figura 1 oppure la Figura 2, oppure al posto di una piastra di supporto 46 come nella forma di realizzazione secondo la Figura 3, per il posizionamento corretto del pacchetto di lenti 60 rispetto alla piastra di base 52 vengono impiegate scanalature laterali di bordo 66 sulle lenti 62. Le scanalature 66 sono previste preferibilmente sul rispettivo bordo esterno o sul lato frontale oppure sulla superficie laterale e possono essere stampate durante la fabbricazione mediante un procedimento di stampaggio oppure possono essere incise in un secondo tempo. Le scanalature 66 servono per l'alloggiamento di elementi di supporto 68, i quali si impegnano in appropriate sporgenze 70 nelle scanalature 66 e per mezzo dei quali viene ottenuto un fissaggio del pacchetto di lenti 60 sul corpo di base 52. In questo caso è possibile prevedere sul corpo di base 52 elementi appropriati di posizionamento 54, che sporgono quasi come spine in direzione del pacchetto di lenti 60 e stabiliscono la distanza del pacchetto di lenti 60 rispetto alla piastra di base 52. Gli elementi di supporto 68 possono impegnarsi per esempio in forature 58 del corpo di base 52 e possono essere sviluppati bloccabili per mezzo di elementi di bloccaggio 72.

In questo modo vengono assicurati in maniera particolarmente semplice un posizionamento e un fissaggio esattamente in posizione del pacchetto di lenti 60 sulla piastra di base 52. In tutte le forme di realizzazione che sono state rappresentate, le superfici delle lenti rivolte verso i LED 26, 27, 28 e/o 56, 57 sono sviluppate piane, mentre le superfici superiori delle lenti rivolte da parte opposta rispetto ai LED sono curvate in maniera convessa verso l'esterno. Ogni lente da 12 a 15, da 32 a 34, da 42 a 44 e/o 62, 63 è adattata in questo caso nella sua caratteristica di formazione delle immagini con il diodo associato, al fine di realizzare nel complesso in collegamento con il LED la caratteristica desiderata di irraggiamento del proiettore, di modo che sia possibile rispettare le specifiche prestabilite di una configurazione di illuminazione (per esempio per luce anabbagliante) .

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Insieme di lenti per un proiettore (20; 50) con una pluralità di LED, costituito da una pluralità di lenti singole (12, 13, 14, 15; 32, 33, 34; 42, 43, 44; 62, 63, 64), che sono tenute insieme mediante mezzi di connessione (35, 36; 46, 49; 64) in un pacchetto di lenti (10; 30; 40; 60) e sono posizionate in maniera relativa le une rispetto alle altre.
2. 2. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lenti (12, 13, 14, 15; 32, 33, 34; 42, 43, 44; 62, 63, 64) presentano sulle loro superfici laterali affacciate superfici di giunzione (16) tra loro parallele .
3. 3. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che le lenti (32, 33, 34; 62, 63) sono connesse le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante accoppiamento di materiale.
4. 4. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che le lenti (32, 33, 34) sono connesse le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante incollaggio (35, 36).
5. 5. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che le lenti (62, 63) sono connesse le une con le altre sulle loro superfici laterali mediante una saldatura di vetro (64).
6. 6. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che le lenti (12, 13, 14, 15; 32, 33, 34; 42, 43, 44; 62, 63, 64) sono connesse le une con le altre sulle loro superfici di giunzione senza spazi intermedi di separazione.
7. 7. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che le lenti (12, 13, 14, 15; 32, 33, 34; 62, 63) sono connesse le une con le altre mediante un materiale (35, 36; 64) che assorbe luce.
8. 8. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lenti (42, 43, 44) sono connesse mediante elementi di connessione (49), preferibilmente mediante tasselli oppure viti, con un elemento di supporto (46) comune, preferibilmente sotto forma di una piastra .
9. 9. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (49) sono otticamente trasparenti.
10. 10. Insieme dì lenti secondo la rivendicazione 8 oppure 9, caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (49) si impegnano in forature (48), sulle quali sono versate masse di colata.
11. 11. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (49) si sviluppano nella direzione assiale delle lenti (42, 43, 44) e sono visibili dalla superficie di uscita della luce delle lenti (42, 43, 44).
12. 12 . Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il pacchetto di lenti (10; 30; 40) è alloggiato in punti di installazione definiti su un telaio di supporto (18; 37; 46), che presenta superfici di contatto dotate di strette tolleranze per il posizionamento del pacchetto di lenti (10; 30; 40) rispetto ai LED.
13. 13. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che, il pacchetto di lenti (10; 30; 40) è alloggiato sul telaio di supporto (18; 37; 46) mediante una connessione con incollaggio e/o mediante un'azione di serraggio.
14. 14. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 12 oppure 13, caratterizzato dal fatto che il pacchetto di lenti (10) è stampato ad iniezione nel telaio di supporto (18).
15. 15. Insieme di lenti secondo la rivendicazione 12, 13 oppure 14, caratterizzato dal fatto che il telaio di supporto (18; 37) è costituito da lamiera oppure da materiale plastico.
16. 16. Insieme di lenti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che almeno alcune delle lenti (62, 63) presentano un rispettivo incavo (66), in particolare una scanalatura, per l'alloggiamento di un elemento di supporto (68) per il posizionamento del pacchetto di lenti (60) rispetto ai LED (56, 57).
17. 17. Insieme, in particolare proiettore (20; 50) per autoveicolo, con una pluralità di LED, con i quali è associata una rispettiva lente per la realizzazione di una determinata configurazione di illuminazione, caratterizzato dal fatto che le lenti sono montate insieme secondo una delle rivendicazioni da 1 a 16 in un pacchetto di lenti (30; 60).