ITPD20090080A1 - Lente di diffusione della luce - Google Patents

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Description

TITOLO
LENTE DI DIFFUSIONE DELLA LUCE
DESCRIZIONE
Il presente brevetto è attinente alle lenti di diffusione della luce per dispositivi di illuminazione ed in particolare concerne una nuova lente asimmetrica di diffusione della luce, particolarmente per corpi illuminanti LED.
Sono noti i corpi illuminanti LED, costituiti da un diodo che emette luce quando viene alimentato elettricamente e costruiti utilizzando un piccolo chip montato in un involucro epossidico per uso ottico, dove detto chip è alloggiato in una coppa riflettente metallica collegata elettricamente con il conduttore catodo, mentre un filo di collegamento collega il conduttore anodo con il chip all’interno della coppa riflettente.
Sono noti anche i corpi illuminanti LED RGB, capaci di emettere luce di varie tonalità di colori. Ciascuno di tali corpi illuminanti LED RGB utilizza un telaio a largo riflettore che permette il collocamento di tre LED monocromatici indirizzabili individualmente. Ciascun chip condivide la stessa ottica, riflettore e lente di base. Variando la quantità di corrente fornita ad ogni chip è possibile creare qualunque colore.
È noto l’utilizzo di lenti da applicare su ciascun diodo LED, variamente conformate per consentire una diffusione ottimale della luce e, complessivamente, l’effetto di illuminazione voluta.
Allo scopo di mantenere allineata e centrata la focale della lente sull’asse del fascio luminoso emesso dal diodo LED, il dispositivo di illuminazione comprende un elemento di supporto in cui alloggiare sia detto diodo LED che detta lente.
Sono note le barre a LED, comprendenti una pluralità di detti corpi illuminanti LED allineati, ciascuno comprendente un diodo LED con relativa lente di diffusione.
Sono note lenti aventi forma in pianta sostanzialmente circolare a simmetria assiale centrale, ciascuna lente atta ad essere posta in asse con un singolo diodo.
E’ noto che la luce emessa da un corpo illuminante LED non è perfettamente identica nell’intensità e nella tonalità alla luce emessa da un altro corpo illuminante LED, cosicché dall’accostamento di due o più corpi illuminanti LED, ciascuno con una propria lente di diffusione, può risultare la proiezione di fasci di luce che vengono percepiti alla vista come differenti.
Per risolvere tale inconveniente, è noto l’impiego di un’unica lente per più corpi illuminanti LED montanti sulla lente medesima, in modo che i fasci di luce generati dai singoli corpi illuminanti LED vengano emessi da un’unica lente che minimizza tali differenze in tonalità e intensità, proiettando quindi una luce omogenea.
Sono note lenti a sviluppo sostanzialmente longitudinale, tipicamente ottenute per estrusione, presentanti una forma sostanzialmente simmetrica rispetto ad un piano centrale longitudinale, montate su supporto lineari sui quali sono alloggiati una pluralità di corpi illuminanti LED allineati.
Detti profili e dette lenti estruse lineari hanno bordi conformati per lo stabile posizionamento della lente sul profilo stesso, in modo da mantenere l’asse focale della lente in asse con ciascuno dei corpi illuminanti LED inseriti nel profilo.
Detti bordi dei profili e delle lenti sono conformati in modo che il dispositivo di illuminazione a LED possa essere disposto sia orizzontalmente, con lente rivolta verso l’alto, sia in qualunque altra posizione, anche con lente rivolta verso il basso.
Dette lenti estruse del tipo noto comprendono quindi un corpo a sviluppo sostanzialmente longitudinale, simmetrico rispetto ad un piano centrale longitudinale, e comprendente una superficie superiore di emissione della luce, detta superficie superiore essendo piana o variamente sagomata per ottenere gli effetti ottici voluti, e una sede inferiore, individuata da pareti laterali o specchi, tra le quali sono posizionati i corpi illuminante.
Dette pareti laterali o specchi sono uniti da una superficie inferiore sagomata, sovrastante il corpo illuminante LED, e dove la forma di detta superficie inferiore sagomata determina l’angolo di emissione dei fasci di luce generato dai corpi illuminanti LED sottostanti.
Sono note lenti estruse dove detta superficie inferiore ha forma sostanzialmente cilindrica convessa verso il corpo illuminate LED sottostante, determinando un fascio di luce con angolo di emissione inferiore a 90° e simmetrico rispetto a detto piano centrale longitudinale. I dispositivi illuminanti con lenti estruse lineari realizzano effetti di illuminazione omogenei, ma sostanzialmente simmetrici, poiché le lenti sono simmetriche rispetto al piano longitudinale.
Oggetto del presente brevetto è un nuovo tipo di lente asimmetrica di diffusione della luce, particolarmente per corpi illuminanti LED.
Compito principale del presente trovato è proiettare un fascio di luce con angolo di emissione di circa 90°, con un angolo di inclinazione rispetto al piano della lente variabile in funzione della forma della sezione trasversale della lente stessa.
Altro vantaggio del presente trovato è trovare impiego in numerose applicazioni allo scopo di ottenere effetti luminosi e cromatici differenti. Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dalla nuova lente asimmetrica di diffusione della luce, particolarmente per corpi illuminanti LED.
La nuova lente estrusa asimmetrica è costituita nelle sue parti principali da almeno un corpo a sviluppo sostanzialmente longitudinale, atto ad essere montato su almeno un supporto di uno o più corpi illuminanti, preferibilmente del tipo LED, comprendente una superficie superiore di emissione della luce, bordi laterali per l’impegno con almeno un supporto per dispositivi illuminanti, pareti o specchi inferiori laterali sostanzialmente verticali, tra i quali sono collocati detti corpi illuminanti del dispositivo, dette pareti o specchi laterali essendo unite da una superficie inferiore sagomata, e dove almeno detta superficie inferiore è asimmetrica rispetto al piano verticale longitudinale.
In particolare, detta superficie inferiore è preferibilmente sostanzialmente piana e non ortogonale a detto piano verticale longitudinale centrale, e dove l’angolo di inclinazione di detta superficie inferiore determina l’angolo di emissione del/i fascio/i di luce emesso/i da uno o più di detti corpi illuminanti LED.
Detti corpi illuminanti LED possono essere posti in asse con la focale della lente, detta focale giacente su detto piano centrale verticale longitudinale centrale, oppure possono essere spostati verso una o l’altra di dette pareti o specchi laterali della lente, modificando l’angolo di emissione e l’inclinazione del/i fascio/i di luce emesso/i.
Per realizzare particolari e vari effetti di diffusione della luce, si prevede che la superficie superiore di emissione della luce sia sostanzialmente piana, disposta ortogonalmente a detto piano verticale longitudinale oppure anch’essa inclinata rispetto a detto piano longitudinale, ossia asimmetrica rispetto al piano stesso.
Si può prevedere che detta superficie superiore inclinata sia parallela a detta superficie inferiore oppure convergente o divergente a detta superficie inferiore.
Si può anche prevedere che detta lente che detta superficie superiore sia curva, concava o convessa, o spezzata.
L’inclinazione, la curva e in generale la conformazione di detta superficie superiore determina l’effetto di diffusione della luce emessa dai LED sottostanti,
In particolare, se detta superficie superiore è piana e ortogonale a detto piano centrale longitudinale, la distanza tra detta superficie inferiore e detta superficie superiore varia in direzione trasversale alla lente, da una parete o specchio all’altro, ossia detta lente ha spessore crescente in direzione trasversale.
Per questo motivo, la luce emessa dai LED sottostanti viene diffusa da detta superficie superiore con una intensità e tonalità differenziata lungo la direzione trasversale della lente.
Analogamente, se detta superficie superiore è inclinata rispetto a detto piano centrale longitudinale e anche rispetto a detta superficie inferiore, la distanza tra detta superficie inferiore e detta superficie superiore varia in direzione trasversale alla lente, ossia detta lente ha spessore crescente o decrescente in direzione trasversale e anche in questo caso la luce emessa dai LED sottostanti viene diffusa da detta superficie superiore con una intensità e tonalità differenziata lungo la direzione trasversale della lente. Al contrario, se detta superficie superiore è inclinata rispetto a detto piano centrale longitudinale e parallela a detta superficie inferiore, la distanza tra detta superficie inferiore e detta superficie superiore è costante in direzione trasversale alla lente, da una parete o specchio all’altro, ossia lo spessore di detta lente è costante in direzione trasversale.
Dette pareti o specchi laterali hanno la funzione di convogliare la luce emessa dai corpi illuminanti verso il centro della lente, ossia verso detto piano verticale longitudinale centrale, in modo che la luce non fuoriesca lateralmente, rifratta attraverso detti bordi laterali.
Detti bordi laterali sono in particolare sagomati per essere inseriti e vincolati in apposite sedi o nervature di detto profilo di supporto, per mantenere detta lente in posizione stabile e corretta rispetto a detti corpi illuminanti.
La nuova lente estrusa permette delle utili applicazioni anche in dispositivi illuminanti a LED del tipo noto. Ad esempio, con la nuova lente estrusa asimmetrica, per illuminare interamente ad esempio un oggetto posizionato verticalmente, è sufficiente collocare il dispositivo illuminante in prossimità della base di detto oggetto, su un piano orizzontale e senza doverlo inclinare verso l’oggetto stesso, poiché l’angolo di emissione della luce, di 90°, investe tutto l’oggetto dal basso verso l’alto.
Si possono trovare ulteriori utili applicazioni della nuova lente in dispositivi di illuminazione a LED, per ottenere nuovi effetti cromatici.
Ad esempio, è possibile illuminare una parete verticale in due o più colori differenti, dove ciascun colore sfuma in un altro colore dal basso verso l’alto.
E’ anche possibile prevede che detta lente sia in tutta o in parte neutra oppure in tutta o in parte colorata, monocromatica o policromatica.
Le caratteristiche della nuova lente estrusa asimmetrica saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo.
In figura 1 è rappresentata in vista tridimensionale la nuova lente estrusa (L), mentre in figura 2A-A è rappresentata una sezione trasversale della nuova lente estrusa (L).
In figura 3 è rappresentata una sezione trasversale di un dispositivo di illuminazione (C) comprendente la nuova lente estrusa asimmetrica (L) montata su un profilo (P) di supporto per LED (D).
Nelle figure 4, 5, 6 e 7 sono rappresentate in sezione trasversale quattro ulteriori possibili soluzioni realizzative della nuova lente estrusa (L) asimmetrica.
La nuova lente (L) per dispositivi di illuminazione, particolarmente a LED, comprende un corpo a sviluppo sostanzialmente longitudinale, ottenuto preferibilmente per estrusione, con bordi laterali (L4) per l’impegno in apposite sedi (P4) di almeno un profilo di supporto (P) a sviluppo sostanzialmente longitudinale sul quale è montata una o più serie di corpi illuminanti LED (D) allineati.
Detta nuova lente (L) comprende una superficie superiore (L1) preferibilmente piana di emissione della luce e due pareti o specchi laterali (L3s, L3d) tra i quali sono posizionati detti corpi illuminanti LED (D).
Dette pareti o specchi laterali (L3s, L3d) sono uniti da una superficie inferiore, (L2) soprastante detti corpi illuminanti LED (D), dove almeno detta superficie inferiore (L2) è asimmetrica rispetto ad un piano verticale longitudinale centrale (Lp), equidistante da detti bordi laterali (L4).
In particolare, detta superficie inferiore (L2) è preferibilmente piana e inclinata rispetto a detto piano verticale longitudinale centrale (Lp) di un angolo diverso da 90°.
Come da figura 1, si può prevedere che detta superficie superiore (L1) di emissione della luce sia sostanzialmente piana e ortogonale a detto piano verticale longitudinale (Lp), ossia simmetrica rispetto al piano (Lp) stesso. In questo caso, la distanza tra detta superficie inferiore (L2) e detta superficie superiore (L1) varia in direzione trasversale (Y) alla lente (L), ossia detta lente (L) ha spessore (d) crescente in direzione trasversale in un verso.
Nell’esempio di figura 1, detta lente (L) ha spessore (d) crescente da detta parete o specchio di sinistra (L3s) verso detto specchio di destra (L3d), ossia lo spessore (d1) della lente (L) a sinistra è minore dello spessore (d2) della lente (L) a destra.
Come rappresentato in figura 5, si può invece prevede che detta superficie superiore (L1”) sia inclinata rispetto a detto piano centrale longitudinale (Lp) e anche rispetto a detta superficie inferiore (L2), in modo che lo spessore (d) della lente (L) risulti crescente in direzione trasversale (Y) alla lente (L), ma in verso opposto, ossia da destra verso sinistra.
In tal caso, lo spessore (d1) della lente (L) a sinistra è maggiore dello spessore (d2) della lente (L) a destra.
Secondo un’ulteriore possibile soluzione realizzativa, rappresentata in figura 4, detta superficie superiore (L1’) è inclinata rispetto a detto piano centrale longitudinale (Lp) e parallela a detta superficie inferiore (L2), in modo che lo spessore (d) di detta lente (L) sia costante in direzione trasversale (Y), ossia lo spessore (d1) della lente (L) a sinistra è uguale allo spessore (d2) della lente (L) a destra.
Secondo un’ulteriore possibile soluzione realizzativa, rappresentata in figura 6, detta superficie superiore (L1’’’) è curva, in modo che lo spessore (d) di detta lente (L) sia variabile in direzione trasversale (Y).
Detta superficie superiore (L1’’’) è curva convessa o concava, come da figura 6.
Secondo un’ulteriore possibile soluzione realizzativa, rappresentata in figura 7, detta superficie superiore (L1’<v>) è spezzata, ossia comprendente due o più piani tra loro convergenti, in modo che lo spessore (d) di detta lente (L) sia variabile in direzione trasversale (Y).
Come da figura 3, è possibile realizzare un dispositivo di illuminazione (C) a LED comprendente almeno un profilo di supporto (P) sostanzialmente lineare di almeno una serie di corpi illuminanti LED (D) allineati e almeno una di dette nuove lenti (L) di diffusione della luce, dove detti corpi illuminanti LED (D) sono posti in asse con la focale di detta lente (L), oppure fuori asse rispetto alla focale di detta lente (L), spostati verso una o l’altra di dette pareti o specchi laterali (L3s, L3d) di detta lente (L) stessa. Detti led (D) possono essere monocromatici, di uguale colore o di colori differenti, e/o policromi.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, comprendente un corpo a sviluppo sostanzialmente longitudinale con superficie superiore (L1) di emissione della luce, pareti o specchi laterali (L3s, L3d) tra i quali sono posizionati uno o più corpi illuminanti del tipo LED (D), dette pareti o specchi laterali (L3s, L3d) essendo uniti da una superficie inferiore (L2) soprastante detto/i corpo/i illuminante LED (D), caratterizzata dal fatto che detta superficie inferiore (L2) è asimmetrica rispetto ad un piano verticale longitudinale centrale (Lp).
  2. 2. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta superficie inferiore (L2) è piana e non ortogonale a detto piano verticale longitudinale centrale (Lp).
  3. 3. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che detta superficie superiore (L1) è piana e ortogonale a detto piano verticale longitudinale (Lp), e dove lo spessore di detta lente (d), ossia la distanza tra detta superficie superiore (L1) e detta superficie inferiore (L2), varia in direzione trasversale (Y) alla lente (L).
  4. 4. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che detta superficie superiore (L1) è piana e/o curva, concava e/o convessa, e/o spezzata, e dove lo spessore di detta lente (d), ossia la distanza tra detta superficie superiore (L1) e detta superficie inferiore (L2), varia in direzione trasversale (Y) alla lente (L).
  5. 5. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detta superficie superiore (L1’) è piana, inclinata rispetto a detto piano verticale longitudinale (Lp) e parallela a detta superficie inferiore (L2), e dove lo spessore di detta lente (d), ossia la distanza tra detta superficie superiore (L1’) e detta superficie inferiore (L2), è costante in direzione trasversale (Y) alla lente (L).
  6. 6. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detta superficie superiore (L1”) è piana e inclinata sia rispetto a detto piano verticale longitudinale (Lp) che rispetto a detta superficie inferiore (L2), e dove lo spessore di detta lente (d), ossia la distanza tra detta superficie superiore (L1”) e detta superficie inferiore (L2), varia in direzione trasversale (Y) alla lente (L).
  7. 7. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere bordi laterali (L4) per l’impegno in almeno un profilo di supporto (P) a sviluppo sostanzialmente longitudinale sul quale sono montati detti corpi illuminanti LED (D).
  8. 8. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di essere ottenuta per estrusione.
  9. 9. Lente (L) per dispositivi di illuminazione a LED, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di essere in tutto o in parte neutra e/o in tutto o in parte colorata, monocromatica o policromatica.
  10. 10. Dispositivo di illuminazione (C) a LED, comprendente almeno un profilo di supporto (P) sostanzialmente lineare di almeno una serie di corpi illuminanti LED (D), monocromatici o policromi, allineati e almeno una lente (L) di diffusione della luce come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti corpi illuminanti LED (D) sono posti in asse con la focale di detta lente (L).
  11. 11. Dispositivo di illuminazione (C) a LED, comprendente almeno un profilo di supporto (P) sostanzialmente lineare di almeno una serie di corpi illuminanti LED (D), monocromatici o policromi, allineati e almeno una lente (L) di diffusione della luce come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti corpi illuminanti LED (D) sono posti fuori asse rispetto alla focale di detta lente (L), spostati verso una o l’altra di dette pareti o specchi laterali (L3s, L3d) di detta lente (L) stessa.
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