ITRM20000109A1 - Luce di segnalazione a campo illuminante omogeneo per autoveicoli. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: "LUCE DI SEGNALAZIONE A CAMPO ILLUMINANTE OMOGENEO PER AUTOVEICOLO"
La presente invenzione riguarda in maniera generale le luci di segnalazione di autoveicoli.
Esiste ai nostri giorni una preoccupazione crescente nei riguardi della realizzazione di una luce di segnalazione, che, quando è accesa, presenti un campo illuminante quanto più omogeneo possibile, e ciò per posizioni di osservazione qualsiasi nel campo luminoso della luce.
Così, i difetti correnti delle luci di segnalazione munite di una sorgente unica (lampada a filamento) cooperante con uno specchio posteriore recuperatore sono un sovrappiù di intensità luminosa nella regione dell'elemento trasparente situato in corrispondenza della lampada, esposta alla densità del flusso luminoso maggiore. Quando si utilizzano disposizioni ottiche di tipo a lente di Fresnel in cooperazione con la lampada, viene riscontrato lo stesso tipo di problema, la regione centrale della lente emettendo una densità di flusso sostanzialmente superiore alla sua regione periferica .
È noto inoltre dal documento FR-A-2614 969 a nome della Richiedente, una luce di segnalazione concepita per offrire, su una larghezza sostanziale ma su una altezza limitata (luce oblunga), una intensità luminosa del suo campo illuminante relativamente omogenea. Essa comprende a tale scopo una lampada a filamento cooperante con un pallone di ripartizione angolare della luce, che la circonda strettamente, ed una piastra ottica di raddrizzamento che rinvia sostanzialmente nell'asse della luce l’irraggiamento ricevuto dal pallone.
Tuttavia, questa luce nota non risolve completamente i problemi delle mancanze di omogeneità, nel senso che le disposizioni di raddrizzamento della luce previste sulla piastra presentano coefficienti di trasmissione della luce che variano molto da un punto all'altro, ed in particolare secondo l'importanza del raddrizzamento richiesto, in modo che in definitiva, una tale luce conserva una densità di flusso luminoso sostanzialmente più importante in corrispondenza della lampada che verso i bordi laterali della lampada .
D'altronde, gli insegnamenti di questo documento si applicano limitativamente ad una luce di altezza ridotta, e non danno alcuna indicazione che consente di trattare il caso di una luce il cui campo illuminante presenta non solamente una larghezza sostanziale, ma anche una altezza sostanziale .
La presente invenzione mira a rimediare a queste limitazioni dello stato della tecnica.
Essa propone a tale effetto, secondo un primo aspetto, una luce di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa, una piastra ottica che possiede disposizioni ottiche atte a raddrizzare la luce emessa dalla regione della sorgente affinché essa si propaghi con una direzione media generalmente parallela ad un asse ottico orizzontale, nonché un pallone recuperatone e ripartitore di flusso interposto tra la sorgente e la piastra ottica e atto ad assicurare una ripartizione data della luce sulla superficie interna della piastra ottica in almeno una direzione data, caratterizzata dal fatto che la piastra ottica presenta una altezza ed una larghezza dello stesso ordine di grandezza e possiede disposizioni ottiche che presentano coefficienti di trasmissione della luce differenti gli uni dagli altri, e dal fatto che il pallone assicura una ripartizione data della luce, contemporaneamente in direzione orizzontale ed in direzione verticale, che tiene conto di detti coefficienti di trasmissione differenti in maniera da ottenere una illuminazione in uscita da detta piastra che sia sostanzialmente costante sia in direzione orizzontale che in direzione verticale.
Aspetti preferiti, ma non limitativi, della luce di segnalazione secondo l'invenzione sono i seguenti:
dette disposizioni ottiche possiedono coefficienti di trasmissione che evolvono a salti in funzione della loro posizione secondo almeno una delle direzioni orizzontale e verticale, e la ripartizione data della luce mediante il pallone evolve pure a salti secondo detta direzione;
in almeno una zona di detta piastra e secondo almeno una direzione, i coefficienti di trasmissione delle disposizioni ottiche variano progressivamente, e la ripartizione data della luce mediante il pallone in direzione di questa stessa zona è anche progressiva;
una delle facce del pallone è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce in una delle direzioni orizzontale e verticale, e l'altra faccia del pallone è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce nell'altra direzione;
- la faccia esterna del pallone è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce nella direzione corrispondente alla dimensione maggiore della piastra ottica;
- detta faccia esterna del pallone possiede una molteplicità di strie;
la faccia interna del pallone è sostanzialmente liscia;
la sorgente luminosa è un filamento allungato secondo una direzione corrispondente alla dimensione più piccola della piastra ottica;
- le disposizioni ottiche della piastra ottica sono costituite da elementi deviatori individuali che operano sia mediante rifrazione, sia mediante riflessione interna.
In conformità con un secondo aspetto dell'invenzione, questa propone un procedimento di produzione di una luce di segnalazione di autoveicolo, questa luce comprendendo una sorgente luminosa, una piastra ottica presentante dimensioni orizzontale e verticale dello stesso ordine di grandezza, e possedendo prime disposizioni ottiche atte a raddrizzare la luce emessa dalla regione della sorgente affinché essa si propaghi con una direzione media generalmente parallela ad un asse ottico orizzontale, dette prime disposizioni ottiche possedendo differenti coefficienti di trasmissione della luce, nonché un pallone recuperatore e ripartitore di flusso interposto tra la sorgente e la piastra ottica e comprendente seconde disposizioni ottiche atte ad assicurare una ripartizione data della luce sulla superficie interna della piastra ottica nelle direzioni orizzontale e verticale, caratterizzato dal fatto che esso comprende le fasi consistenti nel:
stabilire una legge di evoluzione dei coefficienti di trasmissione di dette disposizioni ottiche in funzione di coordinate orizzontale e verticale di queste disposizioni ottiche sulla piastra,
- stabilire, a partire da detta legge, una relazione tra l'orientamento di un raggio emesso dalla sorgente ed incidente su dette seconde disposizioni ottiche e dette coordinate orizzontale e verticale in maniera tale che la combinazione tra detta legge e detta relazione assicuri una illuminazione sostanzialmente costante in uscita dalla piastra secondo le direzioni orizzontale e verticale ,
definire la geometria di dette secondo disposizioni ottiche in funzione di detta relazione,
produrre utilizzando detta geometria uno stampo per detto pallone, e
- stampare il pallone con l'aiuto di detto stampo.
Aspetti preferiti, ma non limitativi, del procedimento dell'invenzione sono i seguenti:
- la fase di stabilimento di una relazione viene realizzata tenendo conto anche di una indicatrice di emissione della sorgente nella direzione considerata;
- la fase di stabilimento di una relazione viene realizzata tenendo conto anche di un coefficiente di trasmissione di dette seconde disposizioni;
- la fase di definizione consiste nel definire successivamente, su almeno una delle facce del pallone, una molteplicità di seconde disposizioni ottiche adiacenti (32) in funzione di leggi della rifrazione e, oppure della riflessione totale;
la fase di definizione consiste nel definire, su almeno una delle facce del pallone, una superficie liscia formante seconde disposizioni ottiche in continuità le une con le altre 32 in funzione di leggi della rifrazione;
la fase di definizione comprende due sottofasi distinte ed indipendenti applicate rispettivamente sulle due facce del pallone e corrispondenti rispettivamente alla direzione orizzontale e alla direzione verticale.
Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla lettura della descrizione dettagliata seguente di una forma di realizzazione preferita di questa, data a titolo di esempio non limitativo e fatto riferimento ai disegni annessi, nei quali:
la figura 1 è una vista schematica in sezione orizzontale di una luce di segnalazione secondo l 'invenzione,
la figura 2 è una vista schematica in sezione verticale della luce della figura 1;
la figura 3 è una vista schematica parziale, frontale, della luce delle figure 1 e 2,
la figura 4 è una vista in sezione orizzontale di un dettaglio della luce delle figure da 1 a 3, includente un elemento ottico di ripartizione, la figura 5 è una vista in prospettiva della faccia esterna dell'elemento ottico di ripartizione,
la figura 6 è una vista in sezione verticale di dettaglio della figura 4,
la figura 7 è una vista in prospettiva della faccia interna dell'elemento ottico di ripartizione,
la figura 8 è una vista parziale in prospettiva della faccia interna di un elemento ottico di raddrizzamento della luce dell'invenzione, e
le figure 9 e 10 illustrano in dettaglio i comportamenti ottici di due tipi di disposizioni ottiche previste sull'elemento ottico di raddrizzamento .
Con riferimento ai disegni, una luce di segnalazione secondo l 'invenzione comprende una sorgente luminosa 10, qui il filamento allungato di una lampada di segnalazione standard, un elemento ripartitore di flusso 30 in forma generale di pallone, un elemento raddrizzatore di flusso 20 in forma generale di piastra, ed un elemento trasparente 40 estendentesi lungo e all'esterno della piastra 20. La luce comprende anche, in maniera non rappresentata ma ben nota in sé, una basetta, un portalampada, un connettore, ecc.
Questa luce è rappresentata in un referenziale ortonormale (0, x, y, z), x essendo l'asse ottico della luce, z essendo verticale e y perpendicolare a x e a z, e 0 essendo situato al centro della sorgente 10.
La piastra ottica 20 e l'elemento trasparente 40 hanno dimensioni in altezza ed in larghezza che sono vicine una all'altra, e più generalmente dello stesso ordine di grandezza, vale a dire che, quando si desidera ottenere in uscita dalla luce un campo illuminante omogeneo, i problemi di ripartizione omogenea dell'illuminazione si pongono sia in direzione orizzontale che in direzione verticale.
Se viene fatto ora riferimento più particolarmente alla figura 1, il principio ottico della luce dell'invenzione risiede nel fatto che il pallone 30 è atto a deviare l'irraggiamento che esso riceve dalla sorgente 10 per ripartirlo angolarmente in direzione della faccia interna della piastra 20, questa faccia interna possedendo elementi ottici raddrizzatori 21 atti a deviare i raggi luminosi incidenti affinché essi si propaghino sostanzialmente parallelamente all'asse ottico x.
Nel presente esempio, la ripartizione angolare della luce verso la piastra 20 in direzione orizzontale viene effettuata dalla faccia esterna 32 del pallone 30, che comprende un insieme di strie generalmente verticali 321 che poggiano su una superficie sferica centrata approssimativamente sul centro 0 della sorgente 10, e queste strie verticali vengono concepite tenendo conto dei coefficienti di trasmissione luminosa di differenti elementi ottici raddrizzatori 21, nonché del coefficiente di trasmissione di ciascuna stria 321 affinché in uscita dalla piastra 20, la densità del flusso luminoso sia sostanzialmente costante su tutta la sua estensione orizzontale.
Si comprende in effetti che, secondo il tipo di elemento ottico 21 e secondo l'importanza della deviazione angolare della luce che gli viene richiesta, il suo coefficiente di trasmissione ottico può variare molto sostanzialmente. Così, la figura 9 illustra un elemento ottico 21a funzionante mediante rifrazione pura, e si comprende che, secondo l'inclinazione della sua faccia di entrata, che determina essa stessa l'altezza della superficie di spoglia che la separa da una faccia di entrata vicina, la quantità di luce perduta varia largamente.
La figura 10 illustra quanto ad essa un elemento ottico 21b che funziona per riflessione interna, il cui coefficiente di trasmissione luminosa può ancora trovarsi differente secondo la deviazione globale richiesta, e anche per le perdite a livello della riflessione a livello della faccia obliqua dell'elemento.
Così, la presente invenzione permette di liberarsi di queste variazioni, sia che esse siano progressive o a salti (il pallone realizzando allora rispettivamente variazioni progressive o a salti) e di erogare un flusso omogeneo.
Concretamente, il profilo di differenti strie 321 del pallone viene determinato tramite mezzi di concezione assistita da calcolatore, stabilendo innanzitutto una legge di variazione dei coefficienti di trasmissione degli elementi 21 in funzione della loro quota orizzontale secondo y, ed integrando questa legge nel calcolo che, per un angolo dato verso il lato, di un raggio emesso dalla sorgente 10, determina l'angolo del raggio che esce dal pallone 30 in direzione della piastra 20. In pratica, la faccia esterna del pallone viene realizzata calcolando il suo profilo nel piano orizzontale assiale xOy, poi effettuando uno scorrimento omotetico di questo profilo parallelamente a sé stesso tra guide meridiane, per ottenere la superficie quale illustrata nella figura 5.
In questo spirito, e con riferimento ora alla figura 2, la faccia interna 31 del pallone 30 è concepita per ottenere lo stesso risultato in direzione verticale. In altri termini, viene determinata una legge di variazione dei coefficienti di trasmissione degli elementi raddrizzatori 21 secondo la direzione z, e questa legge viene integrata nel calcolo che, per l'angolo dato verso l'alto o verso il basso di un raggio emesso dalla sorgente 10, determina l'angolo del raggio uscente.
Si osserva qui in particolare nelle figure 2 e 6 che il lavoro di ripartizione effettuato dalla faccia interna 31 del pallone 30 può venire effettuato nel presente esempio tramite una superficie liscia, quindi senza spoglie e senza perdite di rendimento luminoso. Si osserva così che la superficie ottimale nel presente esempio di realizzazione è una superficie incurvata caratterizzata da due punti di inflessione sostanzialmente a mezza altezza tra l'asse ottico e l'estremità superiore 33 del pallone, e a mezza altezza tra l'asse ottico e l'estremità inferiore del pallone.
Affinché la ripartizione verticale della luce sia assicurata in tutto il piano verticale inclinato verso sinistra o verso destra rispetto al piano verticale assiale xOz, la superficie interna 21 del pallone viene generata preferibilmente mediante rotazione del profilo quale illustrato in particolare nella figura 6 attorno all'asse verticale z.
Alternativamente, si possono, per esempio, definire tre sezioni della superficie interna 31 del pallone, una nel piano verticale assiale xOz e le due altre nei piani verticali contenenti i bordi laterali del pallone, e realizzare l'insieme della superficie mediante interpolazione tra queste differenti sezioni.
Per rinforzare ancora l'omogeneità della ripartizione della luce in direzione verticale, può essere interessante considerare, nella concezione della superficie di ripartizione verticale 31, 1 'indicatrice, o diagramma polare di emissione, della sorgente, sapendo che, in modo inerente, una sorgente orientata qui verticalmente apparirà meno intensa man mano che si scosterà angolarmente, verso l'alto o verso il basso, dall'asse ottico x.
Si ottiene quindi in totale, in uscita dalla piastra 20, un irraggiamento che si propaga sostanzialmente parallelamente all'asse x su tutta l'estensione della piastra, e quindi la densità di flusso rimane sostanzialmente costante su tutta l'estensione della piastra.
Questo irraggiamento viene poi diffuso, in maniera di per sé nota, mediante disposizioni ottiche di diffusione 41 quali tori o sfere, previste sulla faccia interna dell'elemento trasparente 40.
Si osserverà qui che la presente invenzione si applica sia a piastre ottiche 20 e ad elementi trasparenti 40 generalmente piani o poco sagomati, come illustrato, che a piastre ottiche e ad elementi trasparenti presentanti una sagoma pronunciata, la geometria della piastra 20 in particolare potendo venire presa facilmente in considerazione tramite mezzi di concezione assistiti da calcolatore.
Peraltro, si comprende che, più il pallone 30 è richiuso attorno alla sorgente, sia orizzontalmente che verticalmente, migliore è il recupero di flusso luminoso emesso dalla sorgente, e quindi migliore è il rendimento della luce.
Tuttavia, il fatto di realizzare un pallone troppo richiuso, per esempio fino a 90° o più, sia lateralmente da una parte e dall'altra dell'asse ottico x che al di sopra e al di sotto di questo stesso asse x, può porre problemi di concezione e di sformatura del pallone.
Si osserva a questo riguardo che, se l'estensione angolare la più rilevante da ottenere per coprire l'estensione della piastra 20 è, per esempio, in direzione orizzontale, allora è particolarmente interessante orientare il filamento allungato della lampada in direzione verticale. In effetti, con un tale orientamento, il diagramma di irraggiamento, o indicatrice, del filamento è tale che è in questa posizione che si può attenuare la copertura angolare del pallone attorno alla lampada, in direzione verticale, senza per questo far fronte a perdite di flusso eccessive. Così si può dimostrare che, per esempio se la copertura angolare del pallone è di ± 60° al di sopra e al di sotto dell’asse x, allora si recupera già più di 95% di flusso che verrebbe recuperato con un pallone che copre ± 90° verticalmente. Questa diminuzione dell’estensione verticale venendo acquisita, si può allora senza difficoltà prevedere in direzione orizzontale una copertura angolare vicina a ± 90°, poiché con la sorgente in posizione verticale, ciascun grado guadagnato secondo questa direzione contribuisce al rinforzo del flusso luminoso rinviato verso la piastra 20.
Beninteso, la presente invenzione non è affatto limitata alla forma di realizzazione descritta qui sopra e rappresentata nei disegni, ma l'esperto nella tecnica saprà apportarvi qualsiasi variante o modifica secondo il suo spirito.
In particolare, la piastra 20 può comprendere campi utili non combacianti separati da zone lisce che permettono, quando la luce è spenta, di vedere l'interno di questa, per conferire così una impressione visiva di profondità. In questo caso, il pallone 30 è concepito per non inviare sostanzialmente alcun flusso luminoso verso le zone lisce, pur ripartendo la luce verso le zone utili come descritto più sopra.
Secondo un'altra variante di realizzazione, la luce può comprendere addizionalmente uno specchio cooperante con zone lisce della piastra 20 e la cui attività è localizzata a livello di queste zone lisce. Queste zone lisce sono per esempio situate nella regione dei bordi della luce, e la regione centrale della piastra 20 coopera allora con il pallone 30 come descritto più sopra. Lo specchio può essere liscio (tipicamente costituito da parti di paraboloide di rivoluzione) o realizzato con gradini in particolare per non aumentare la profondità della luce. Esso può presentare un rivestimento di tipo metallico, e, oppure ricevere un trattamento di diffusione.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Luce di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa (10), una piastra ottica (20) avente disposizioni ottiche (21) atte a raddrizzare la luce emessa dalla regione della sorgente affinché essa di propaghi con una direzione media generalmente parallela ad un asse ottico orizzontale (x), nonché un pallone recuperatore e ripartitore di flusso (30) interposto tra la sorgente e la piastra ottica e atto ad assicurare una ripartizione data della luce sulla superficie interna della piastra ottica (20) in almeno una direzione data, caratterizzata dal fatto che la piastra ottica (20) presenta una altezza ed una larghezza dello stesso ordine di grandezza e possiede disposizioni ottiche (21a, 21b) presentanti coefficienti di trasmissione della luce differenti gli uni dagli altri, e dal fatto che il pallone (30) assicura una ripartizione data della luce, contemporaneamente in direzione orizzontale e in direzione verticale, che tiene conto di detti coefficienti di trasmissione differenti in maniera da ottenere una illuminazione in uscita da detta piastra che sia sostanzialmente costante sia in direzione orizzontale che in direzione verticale.
- 2. Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette disposizioni ottiche (21a, 21b) possiedono coefficienti di trasmissione che evoluiscono a salti in funzione della loro posizione secondo almeno una delle direzioni orizzontale e verticale, e dal fatto che la ripartizione data della luce mediante il pallone (30) evoluisce anche a salti secondo detta direzione.
- 3. Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in almeno una zona di detta piastra (20) e secondo almeno una direzione, i coefficienti di trasmissione delle disposizioni ottiche (21a, 21b) variano progressivamente e dal fatto che la ripartizione data della luce mediante il pallone (30) in direzione di questa stessa zona è pure progressiva .
- 4. Luce dì segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che una (31) delle facce del pallone (30) è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce in una (z) delle direzioni orizzontale e verticale, e dal fatto che l'altra faccia (32) del pallone è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce nell'altra direzione (y).
- 5. Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la faccia esterna (32) del pallone è atta ad assicurare la ripartizione desiderata della luce nella direzione (y) corrispondente alla dimensione più grande della piastra ottica (20).
- 6. Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta faccia esterna (32) del pallone (30) possiede una molteplicità di strie (321).
- 7. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni 5 e 6, caratterizzata dal fatto che la faccia interna (31) del pallone è sostanzialmente liscia.
- 8. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa (10) è un filamento allungato secondo una direzione (z) corrispondente alla dimensione più piccola della piastra ottica (20).
- 9. Luce di segnalazione secondò una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che le disposizioni ottiche (21) della piastra ottica (20) sono costituite da elementi deviatori individuali che funzionano sia per rifrazione (21a), sia per riflessione interna (21b).
- 10. Procedimento di produzione di una luce di segnalazione di autoveicolo, questa luce comprendendo una sorgente luminosa (10), una piastra ottica (20) presentante le dimensioni orizzontale e verticale dello stesso ordine di grandezza, ed avente prime disposizioni ottiche (21) atte a raddrizzare la luce emessa dalla regione della sorgente affinché essa di propaghi con una direzione media generalmente parallela ad un asse ottico orizzontale (x), dette prime disposizioni ottiche avendo differenti coefficienti di trasmissione della luce, nonché un pallone recuperatore e ripartitore di flusso (30) interposto tra la sorgente e la piastra ottica e comprendente seconde disposizioni ottiche (31, 32) atte ad assicurare una ripartizione data della luce sulla superficie interna della piastra ottica (20) nelle direzioni orizzontale e verticale, caratterizzato dal fatto che esso comprende le fasi consistenti in: stabilire una legge di evoluzione dei coefficienti di trasmissione di dette disposizioni ottiche (21) in funzione di coordinate orizzontale e verticale (y, z) di queste disposizioni ottiche sulla piastra (20), - stabilire, a partire da detta legge, una relazione tra l'orientamento di un raggio emesso dalla sorgente ed incidente su dette seconde disposizioni ottiche e dette coordinate orizzontale e verticale, in maniera tale che la combinazione tra detta legge e detta relazione assicuri una illuminazione sostanzialmente costante in uscita dalla piastra secondo le direzioni orizzontale e verticale, - definire la geometria di dette seconde disposizioni ottiche (31, 32) in funzione di detta relazione, - produrre, utilizzando detta geometria, uno stampo per detto pallone, e - stampare il pallone (30) tramite detto stampo.
- 11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la fase di stabilimento di una relazione viene realizzata tenendo conto anche di una indicatrice di emissione della sorgente (10) nella direzione considerata.
- 12. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 10 e 11, caratterizzato dal fatto che la fase di stabilimento di una relazione viene realizzata tenendo conto anche di un coefficiente di trasmissione di dette seconde disposizioni (32).
- 13. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 10 a 12, caratterizzato dal fatto che la fase di definizione consiste nel definire successivamente, su almeno una delle facce del pallone, una molteplicità di seconde disposizioni ottiche adiacenti (321) in funzione di leggi della rifrazione e, oppure della riflessione totale.
- 14. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 10 a 13, caratterizzato dal fatto che la fase di definizione consiste nel definire, su almeno una delle facce del pallone, una superficie liscia (31) formante seconde disposizioni ottiche nella continuità le une delle altre in funzione delle leggi della rifrazione.
- 15. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 10 a 14, caratterizzato dal fatto che la fase di definizione comprende due sottofasi distinte ed indipendenti applicate rispettivamente sulle due facce (32, 31) del pallone e corrispondenti rispettivamente alla direzione orizzontale e alla direzione verticale.
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