ITRE20060052A1 - DISPOSITIVO OTTICO SECONDARIO PER LAMPADE A LEDs - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:
DISPOSITIVO DI REDISTRIBUZIONE CON ROTAZIONE DI 90° DELL'ASSE OTTICO DEL FLUSSO LUMINOSO EMESSO DA DIODI EMETTITORI DI LUCE (LEDs)
Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di redistribuzione del flusso luminoso emesso da uno o più LEDs quale componente ottico secondario per la costruzione di sorgenti, lampade, corpi illuminanti e apparati di segnalazione ottica a stato solido.
Scopo del presente trovato è quello di realizzare con i costi minori possibili di fabbricazione rispetto a quanto noto allo stato della tecnica attuale e disponibile commercialmente un dispositivo di redistribuzione del flusso luminoso emesso da uno o più LEDs in modo che l'asse ottico venga ruotato di 90° e al contempo possano venire variati gli angoli di emissione rispetto a tale asse.
Nella forma più generale tutti gli attuali dispositivi di redistribuzione del flusso luminoso con rotazione dell'asse ottico a 90° per emettitori LEDs prevedono l'uso di strutture solide coniche con vertice rovesciato e direzionato verso la parte superiore delle lenti primarie solidali agli emettitori LEDs.
Ulteriore caratterizzazione dei dispositivi attualmente in uso è che la loro forma conica risulta tipicamente sorretta da uha struttura cilindrica cava al cui interno sono collocati i LED e fissata al bordo esterno di tali emettitori o alla superficie/struttura su cui sono collocati.
Ulteriori varianti dei dispositivi attualmente in uso prevedono l'impiego o la modifica di lenti primarie in modo che alla sommità della forma convessa standard della superficie di tali lenti sia ricavata una depressione di forma conica con vertice verso la giunzione a semiconduttore emettitore del flusso luminoso.
Scopo principale del presente trovato è quello di fornire prestazioni funzionali superiori nei confronti della tecnica precedente in relazione alla possibilità di definire anche diversamente gli angoli di emissione al di sopra e al di sotto dell'asse ottico ruotato di 90° rispetto a quello degli emettitori LEDs e al contempo di ottenere una intensità di emissione maggiore dovuta alle funzionalità di riflessione e rifrazione ottica tra loro combinate.
Ulteriore vantaggio del trovato non avendo esso una connessione diretta ai LEDs è quello di potere essere inserito all'interno di involucri di protezione ottica tipicamente in uso nelle lampade e di permetterne in questo modo la facile sostituzione qualora sia richiesto per motivi di manutenzione o per mutate esigenze della redistribuzidne del flusso luminoso in virtù della connessione a inserzione conica o a scatto.
Tali scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal trovato in oggetto così come esso risulta caratterizzato dalle rivendicazioni sotto riportate.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di forme preferite, ma non esclusive, di realizzazione del trovato medesimo tutte basate sullo stesso principio e illustrate a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, nelle allegate figure in cui:
- la figura 1 mostra la vista in sezione del trovato composto dall'insieme dei suoi elementi tra cui l'involucro di protezione ottica (ove per chiarezza di raffigurazione è stato omesso il consueto tratteggio) innestato su di una caratteristica sorgente a stato solido raffigurata in vista laterale.
- la figura 2 mostra una variante del trovato raffigurata nel medesimo modo di figura 1 e caratterizzata da un elemento riflettente/ diffondente e da un elemento distanziale aggiuntivi.
- la figura 3 mostra una ulteriore variante del trdvato raffigurata nel medesimo modo di figura 2 e caratterizzata da un elemento di connessione all'involucro di protezione ottica aggiuntivo. - la figura 4 mostra il trovato di figura 1 nel quale con linee tratteggiate sono indicativamente raffigurate le modificazioni apportate alla distribuzione del flusso luminoso principale prodotto dagli emettitori LEDs.
Con riferimento alle sopra citate figure, con 1 si è indicato l'elemento ottico principale del trovato, con 20 l'involucro di protezione ottica, con 40 un riflettore/ diffusore opzionale, con 50 un elemento distanziale opzionale, con 60 un elemento separato di connessione alternativo, con 30 ima tipica sorgente a stato solido commerciale.
Con riferimento alla figura 1 la conformazione dell'elemento ottico principale 1, preferibilmente ma non esclusivamente di policarbonato di grado ottico, ai fini della redistribuzione del flusso luminoso secondo quanto precedentemente descritto e raffigurato in figura 4 con 100 è realizzata da:
- un profilo indicato con 2 che inferiormente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante una cavità di tipo conico con vertice posizionato in direzione opposta rispetto alla lenti primarie dei LEDs indicate con 34 (diversamente da quanto si riscontra nei prodotti attualmente in commercio e allo stato della tecnica), - un profilo indicato con 4 che superiormente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante una cavità di tipo cupoliforme con vertice posizionato in direzione delle lenti primarie dei LEDs indicate con 34,
- un profilo indicato con 3 che lateralmente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante un solido tronco-conico con vertice posizionato in direzione delle lenti primarie dei LEDs indicate con 34.
Con riferimento alla figura 1 con 5 si è indicato un perno cilindrico preferibilmente a leggera conicità ricavato come appendice dell'elemento 1.
Con riferimento alla figura 1 con 21 si è indicata un una cavità cilindrica preferibilmente a leggera conicità sita all'interno della zona ispessita 23 dell'involucro di protezione ottica 20 per alloggiare il perno 5 ed effettuare l'accoppiamento meccanico tra gli elementi 20 ed 1.
In relazione all'involucro di protezione ottica 20 di figura 1, preferibilmente ma non esclusivamente di policarbonato di grado ottico, la zona ispessita alla sommità 23 presenta una superficie interna 22 di tipo convesso verso la cavità interna 24. Tale superficie convessa 22 è preferibilmente realizzata in modo da ottenere una riflessione diffusa.
Con riferimento alla figura 1 con 33 si è indicato il bordo per il serraggio a scatto o a vite o con altri mezzi della sorgente a stato solido commerciale 30 con gli elementi 20 ed 1 precedentemente accoppiati tra loro attraverso l'inserimento nella zona cava 24.
Sempre con riferimento alla figura 1 la sorgente a stato solido commerciale 30 potrà anche essere del tipo mancante dell'anello adattatore 32 e costituita dal solo attacco elettrico 31 comprensivo dei circuiti elettrici/ elettronici per il controllo della corrente agli emettitori LEDs 34. Tale possibilità non raffigurata nelle figure comporta che il bordo dell'attacco elettrico svolga la medesima funzione del bordo 33 dell'anello adattatore 32 ai fini del serraggio a scatto o a vite o con altri mezzi agli elementi ottici 20 ed 1.
Con riferimento alla figura 2, quale variante realizzativa del trovato indicato in figura 1, con 40 viene inserito un elemento riflettore/diffusore avente una superficie 41 convessa di tipo riflettente speculare o riflettente diffusa.
L'elemento 40, realizzato in materiale metallico o plastico con metallizzazione riportata, sarà posizionato dall'elemento 1 ad una distanza prefissata a mezzo di un elemento distanziale 50.
In alcune ulteriori forme realizzative non raffigurate l'elemento distanziale 50 potrà essere ricavato quale appendice dell'elemento riflettore/diffusore 40 od in alternativa dell'elemento ottico principale 1.
Con riferimento alla figura 2 i restanti elementi rappresentati svolgono la stessa funzione indicata per quelli della figura 1 a cui si rimanda per la relativa descrizione.
Con riferimento alla figura 3, quale ulteriore variante realizzativa del trovato di figura 2, con 6 viene indicato un foro al centro dell'elemento ottico principale 1 in luogo del perno cilindrico 5 nel quale viene inserito durante l'accoppiamento con l'involucro di protezione ottica 20 un perno 60 preferibilmente metallico e con superficie preferibilmente nichelata o cromata munito di testa di ritegno 61 allo scopo di ridurre il lieve flusso luminoso disperso nella direzione dell'asse ottico dei LEDs 34.
Con riferimento alla figura 3 i restanti elementi rappresentati svolgono la stessa funzione indicata per quelli della<‘>figura 2 a cui si rimanda per la relativa descrizione.
Si precisa che in accordo agli insegnamenti forniti con la presente descrizione la definizione delle superfici degli elementi ottici sarà soggetta a numerose variazioni dimensionali nelle geometrie dei profili indicati con 4, 3, 2, 22, 41 ai fini della modifica degli angoli superiori e inferiori di redistribuzione del flusso luminoso con asse di 90° rispetto a quello dei LEDs 34 allo scopo di soddisfare le diverse esigenze applicative. Inoltre si sottolinea il fatto che al trovato e alle sue varianti descritte potranno essere apportate numerose modifiche di natura pratico-applicativa dei dettagli costruttivi (tra cui materiali usati e sistemi di interconnessione degli elementi) senza che per altro si esca dall'ambito dell'idea inventiva come di seguito rivendicata.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI l. Dispositivo di redistribuzione del flusso luminoso emesso da uno o più LEDs (34) come indicato in fig. (1) e caratterizzato per il fatto che comprende un elemento ottico principale di riflessione/rifrazione combinate (1) costruito in PC e dotato di: - un profilo indicato con (2) che inferiormente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante una cavità di tipo conico con vertice posizionato in direzione opposta rispetto alle lenti primarie dei LEDs (34), - un profilo indicato con (4) che superiormente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante una cavità di tipo cupoliforme con vertice posizionato in direzione delle lenti primarie dei LEDs 34, - un profilo indicato con (3) che lateralmente per rivoluzione intorno all'asse di simmetria definisce una superficie caratterizzante un solido troncoconico con vertice posizionato in direzione delle lenti primarie dei LEDs (34), ai fini della rotazione di 90° dell'asse ottico del solido fotometrico emesso nonché alla variazione degli angoli superiore e inferiore riferiti a tale asse rispetto a quello dei LEDs (34). Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che detto dispositivo sia dotato di un perno (5) per l'accoppiamento ad altre componenti. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato per il fatto che detto dispositivo sia innestato su un involucro di protezione ottica (20) a mezzo di'una cavità interna (21) per l'alloggiamento del perno (5) ricavata in un ispessimento interno (23). 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato per il fatto che detto dispositivo sia munito di un involucro di protezione ottica (20) la cui zona ispessita superiore (23) determina una superficie convessa (22) realizzata in modo da presentare caratteristiche ottiche di riflessione diffusa che concorre alla definizione del solido fotometrico indicato alla rivendicazione 1. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato per il fatto che detto dispositivo sia munito di un involucro di protezione ottica (20) munito di una cavità (24) per la connessione ad una sorgente a stato solido commerciale. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, come indicato in fig. 2 caratterizzato per il fatto che risulta interposta tra la superficie (22) sulla zona ispessita (23) e l'elemento ottico principale (1) un elemento ottico aggiuntivo (40) di materiale plastico con metallizzazione riportata avente superficie riflettente speculare (41) che concorre alla definizione del solido fotometrico indicato alla rivendicazione 1. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico (40) è dotato di superficie riflettente diffusa (41) che concorre alla definizione del solido fotometrico indicato alla rivendicazione 1. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) e quello aggiuntivo (40) risultano distanziati da un apposito elemento distanziale (50). 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) e quello aggiuntivo (40) risultano distanziati da un apposito elemento distanziale (50). 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, come indicato in fig. 3 caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) ha nella parte centrale un foro (6) anziché il perno (5) in modo da permettere l'inserimento di un perno separato (60) munito di una testa di ritegno (61) allo scopo di ridurre il lieve flusso luminso disperso lungo la direzione dell'asse ottico dei LEDs (34). 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, come indicato in fig. 3 caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) ha nella parte centrale un foro (6) anziché il perno (5) in modo da permettere l'inserimento di un perno separato (60) munito di una testa di ritegno (61) allo scopo di ridurre il lieve flusso luminso disperso lungo la direzione dell'asse ottico dei LEDs (34). 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, come indicato in fig. 3 caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) ha nella parte centrale un foro (6) anziché il perno (5) in modo da permettere l'inserimento di un perno separato (60) munito di una testa di ritegno (61) allo scopo di ridurre il lieve flusso luminso disperso lungo la direzione dell'asse ottico dei LEDs (34). 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, come indicato in fig. 3 caratterizzato per il fatto che l'elemento ottico principale (1) ha nella parte centrale un foro (6) anziché il perno (5) in modo da permettere l'inserimento di un perno separato (60) munito di una testa di ritegno (61) allo scopo di ridurre il lieve flusso luminso disperso lungo la direzione dell'asse ottico dei LEDs (34). 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è costruito in materiale metallico. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è Superficialmente nichelato lucido. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente cromato lucido. 17. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è costruito in materiale metallico. 18. Dispositivo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente nichelato lucido. 19. Dispositivo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente cromato lucido. 20. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è costruito in materiale metallico. 21. Dispositivo secondo la rivendicazione 20, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente nichelato lucido. 22. Dispositivo secondo la rivendicazione 20, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente cromato lucido. 23. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è costruito in materiale metallico. 24. Dispositivo secondo la rivendicazione 23, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente nichelato lucido. 25. Dispositivo secondo la rivendicazione 23, caratterizzato per il fatto che il perno separato (60) è superficialmente cromato lucido. 26. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'elemento ottico principale (1) è PMMA. 27. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'elemento ottico principale (1) è vetro. 28. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'elemento ottico principale (1) è cristallo. 29. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'involucro di protezione ottica (20) è PMMA.‘ 30. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'involucro di protezione ottica (20) è vetro. 31. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'involucro di protezione ottica (20) è cristallo. 32. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che il materiale di costruzione dell'elemento ottico aggiuntivo (40) è metallo. 33. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che l'elemento distanziale (50) è ricavato quale appendice dell'elemento ottico aggiuntivo (40). 34. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che l'elemento distanziale (50) è ricavato quale appendice dell'elemento ottico principale (1). 35. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure dei disegni allegati e per gli scopi citati. 36. Dispositivo secondo una combinazione qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure dei disegni allegati e per gli scopi citati.
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