ITTO970008A1 - Dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: "Dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti",

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti .

Più particolarmente, l'invenzione concerne un dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti recanti informazioni rappresentate graficamente, quali caratteri alfabetici, numerici o alfa-numerici, e percepibili visivamente da un osservatore che si trovi dal lato opposto della superficie semitrasparente rispetto al dispositivo per retro-illuminazione.

Superfici semitrasparenti recanti stringhe di caratteri alfabetici e/o numerici vengono comunemente utilizzate nell'indicazione di numeri civici in corrispondenza di accessi stradali, nelle targhe segnaletiche viarie, nelle pulsantiere dei citofoni, ecc...

Queste superfici semitrasparenti vengono tradizionalmente retro-illuminate mediante una sorgente luminosa costituita da una o più lampadine elettriche ad incandescenza per consentire ad un osservatore che si trovi di fronte di leggere le informazioni ivi contenute anche ad una certa distanza ed in condizioni di scarso illuminamento.

A seconda delle applicazioni, le lampadine elettriche ad incandescenza tradizionalmente utilizzate per retro-illuminare dette superfici possono essere alimentate con continuità 24 ore su 24 oppure solo quando necessario, ad esempio di notte e in condizioni di scarso illuminamento.

Come noto, uno degli inconvenienti delle lampadine elettriche ad incandescenza deriva dal fatto che la loro vita media è relativamente breve e, pertanto, in particolare se alimentate con continuità, devono essere sostituite frequentemente .

Qualora si desideri prolungare la durata dei dispositivi esistenti conseguendo anche un risparmio energetico, si potrà intervenire manualmente provvedendo all'accensione del dispositivo tramite un commutatore quando vengono raggiunte le condizioni desiderate, ad esempio di scarso illuminamento.

Questa soluzione, tuttavia, comportando la presenza di un operatore non è sempre praticabile ed inoltre non è immune da errori, ad esempio sulla puntualità dell'accensione e dello spegnimento del dispositivo.

Un'altra soluzione consiste nel prevedere unità elettroniche di comando per comandare automaticamente l'accensione del dispositivo per retro-illuminazione quando vengono raggiunte le condizioni desiderate, ad esempio di scarso illuminamento .

Questa soluzione, tuttavia, comporta un costo aggiuntivo e l 'aumento del rischio di guasti conseguente alla maggiore complessità dell'apparato composto dal dispositivo per retro-illuminazione e dall'unità di comando.

Un primo scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere il problema di come aumentare gli intervalli di manutenzione nei dispositivi per retro-illuminazione senza incorrere negli inconvenienti esposti.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti dal dispositivo per retro-illuminazione come rivendicato nelle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di alcune forme di esecuzione, preferite, ma non esclusive, del dispositivo per retro-illuminazione illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo nei disegni allegati in cui:

la Figura 1 è uno schema di una forma preferenziale di esecuzione del circuito elettronico del dispositivo per retro-illuminazione secondo l'invenzione;

la Figura 2 è una vista in pianta della configurazione della sorgente luminosa nel dispositivo per retro-illuminazione secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione;

la Figura 3 è una vista in pianta della configurazione della sorgente luminosa nel dispositivo per retro- illuminazione secondo una seconda forma di realizzazione dell'invenzione; la Figura 4 è una vista frontale di una pulsantiera citofonica in cui è montato il dispositivo per retro- illuminazione secondo l'invenzione;

la Figura 5 è una vista in prospettiva di un telaio per targa retro-illuminata recante l'indicazione di un numero civico, in cui è montato il dispositivo per retro-illuminazione secondo l'invenzione.

Con riferimento alla Figura 1, il dispositivo per retro-illuminazione secondo l'invenzione comprende una piastra di supporto 1, realizzata in materiale elettricamente non conduttivo, sulla quale è prevista una sorgente luminosa comprendente una matrice 2 di diodi ad emissione di luce (LED) 3.

Nell'esempio illustrato in Figura 1, ciascuna delle righe 4 di detta matrice di diodi 2 comprende tre diodi LED 3 collegati in serie e provvisti di una resistenza 5 collegata anch'essa in serie con detti diodi LED 3.

Le righe 4 della matrice 2 sono inoltre collegate fra loro in parallelo in modo che il guasto di uno dei diodi LED 3 non pregiudichi il funzionamento di tutti i diodi LED della matrice 2, ma solo di una riga di essa.

Nel dispositivo illustrato in Figura 1 è inoltre previsto un circuito di alimentazione 6 comprendente un ponte raddrizzatore 7, un condensatore 8 ed un fusibile 9, quest'ultimo per la protezione dei componenti elettronici del dispositivo dalle sovratensioni.

Sempre con riferimento alla Figura 1 il dispositivo secondo l'invenzione prevede anche un circuito di comando 10 comprendente un transistor 11 di tipo n-p-n al cui collettore è applicato il carico costituito da detta matrice 2 di diodi LSD 3.

Nel cicuito di comando 10 sono inoltre previsti un condensatore 13, un diodo 14, un fotodiodo 15, una pluralità di porte logiche NOT 16 e resistenze 17, 18 e 19.

Allo scopo di ridurre l'assorbimento elettrico e prolungare la durata del dispositivo per retroilluminazione, la base del transistor 11 viene alimentata in modo discontinuo mediante un segnale di pilotaggio ottenuto nel modo seguente.

Gli ingressi di dette porte logiche NOT 16 sono direttamente collegati ad una delle armature del condensatore 13, mentre le uscite di dette porte logiche NOT 16 sono collegate, attraverso una resistenza 19 alla base del transistor 11.

L'altra armatura del condensatore 13, cosi come l'emettitore del transistor 11 sono invece collegati direttamente al circuito di alimentazione 6.

In tal modo, quando la carica del condensatore 13 si trova al di sotto della soglia di potenziale corrispondente al valore logico "uno" delle porte logiche NOT 16, il potenziale in uscita da dette porte NOT assume un valore positivo in grado di pilotare il transistor 11 e, conseguentemente, di attivare l'accensione della matrice 2 di diodi LED 3.

Quando invece la carica del condensatore 13 assume un valore al di sopra della soglia di potenziale corrispondente al valore logico "zero" delle porte logiche NOT 16, il potenziale in uscita da dette porte NOT assume un valore corrispondente al livello logico "zero" e, conseguentemente, l'accensione della matrice 2 di diodi LED 3 è disattivata.

Pertanto, per effetto delle porte logiche NOT 16 alla base del transistor 11 viene applicato un potenziale positivo solo quando il condensatore 13 è sostanzialmente scarico e l'ingresso delle porte logiche 16 si trova al livello logico "zero".

L'armatura del condensatore 13 che risulta direttamente collegata alle porte logiche 16 è inoltre collegata a due rami di circuito disposti in parallelo fra loro in cui sono previsti, rispettivamente, il diodo 14 in serie con la resistenza.17 ed il fotodiodo 15 in serie con la resistenza 18.

I terminali di detti rami di circuito opposti rispetto all'armatura del condensatore 13 sono inoltre direttamente collegati alle uscite di dette porte logiche NOT 16.

Per effetto del fotodiodo 15 il condensatore 13 viene caricato quando l'uscita delle porte logiche NOT 16 si trova ad un potenziale positivo corrispondente al livello logico "uno".

Poiché la resistenza del fotodiodo 15 diminuisce all 'aumentare dell'illuminamento incidente su di esso, il tempo impiegato dal condensatore 13 per caricarsi sarà tanto più breve quanto maggiore è l'illuminamento incidente su detto fotodiodo 15.

Attraverso il secondo ramo di circuito in cui sono previsti il diodo 14 e la resistenza 17 il condensatore 13 viene scaricato fino a riportare il potenziale all'uscita delle porte logiche NOT 16 al valore corrispondente al livello logico "uno" ed il ciclo viene quindi ripetuto nuovamente.

Per effetto del circuito costituito dai due rami in parallelo comprendenti, rispettivamente, il diodo 14 ed il fotodiodo 15 con le rispettive resistenze 17 e 18, il condensatore 13 viene ciclicamente caricato e scaricato e, conseguentemente, la matrice 2 di diodi LED 16 viene ciclicamente attivata e disattivata.

Considerato un periodo di tempo t· sufficientemente lungo e comprendente almeno alcuni cicli di carica e scarica del condensatore 13, il tempo utile o "duty-cycle" durante il quale la matrice 2 è attivata sarà una porzione tanto più breve di t« quanto più intenso è 1'illuminamento incidente su detto fotodiodo 15.

Per effetto del circuito di comando 10 descritto il duty-cycle percentuale con cui la matrice 2 di diodi LED 3 è attivata risulta pertanto < 100%.

Poiché, a parità di illuminamento incidente sul fotodiodo 15, il rapporto fra le resistenze di carica 18 e di scarica 17 determina la percentuale del duty-cycle, detto rapporto viene scelto preferibilmente in modo che la riduzione del dutycycle all 'aumentare dell'illuminamento incidente sul fotodiodo 15 non comporti la percezione da parte di un osservatore dell'effetto intermittente di accensione/spegnimento dei diodi LED 3, ma solo della riduzione del flusso luminoso emesso dalla matrice 2.

La variazione del duty-cycle consente, da un lato di ridurre al minimo il consumo energetico quando l'illuminamento esterno è sufficiente a consentire la percezione dei segni rappresentati sulla superficie retro-illuminata anche in assenza di illuminazione dal retro e, dall'altro un aumento della vita dei LED che si prestano particolarmente, rispetto alle lampadine ad incandescenza, a questo tipo di alimentazione.

Detta piastra di supporto 1 è inoltre provvista in corrispondenza di due dei lati opposti di spinotti bipolari maschio 20 e femmina 21 per il collegamento elettrico del dispositivo per retroilluminazione alla rete di alimentazione, generalmente a 12 V a.c..

Detti spinotti 20 e 21 consentono inoltre di accoppiare l'una con l'altra una pluralità di piastre di supporto 1 garantendo contemporaneamente l 'impegno meccanico in serie ed il collegamento elettrico in parallelo dei circuiti di alimentazione previsti su ognuna delle piastre.

In alternativa il collegamento elettrico delle piastre di supporto 1 può avvenire mediate conduttori elettrici flessibili esterni.

Con riferimento alla Figura 2 è illustrata una prima forma di realizzazione della sorgente luminosa prevista nel dispositivo secondo l'invenzione in cui i diodi LED 3 sono montati su una piastra di supporto 1 e formano una matrice rettangolare 6x92'.

Ogni riga 4' della matrice 2' comprende sei diodi LED 3 collegati in serie ed ognuna di dette righe 4' della matrice 2 ’ è a sua volta collegata in parallelo con le altre righe 4'.

Detta piastra di supporto 1 è inoltre provvista di spinotti bipolari 20 e 21 per l'accoppiamento sia elettrico che meccanico di più piastre di supporto 1 fra loro.

In Figura 3 è illustrata un'ulteriore forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione in cui i diodi LED formano una matrice triangolare 2 ".

Questa configurazione illustrata in Figura 3 risulta particolarmente vantaggiosa nel caso in cui il dispositivo per retro-illuminazione venga utilizzato all'interno di una pulsantiera citofonica comprendente una pluralità di targhette semitrasparenti distanziate, come illustrato in Figura 4.

Come meglio illustrato in Figura 4, il dispositivo secondo l'invenzione può essere facilmente installato all'interno di una pulsantiera citofonica 30 comprendente una pluralità di targhette semitrasparenti 31 associate ad altrettanti pulsanti 32, una base 33, un telaio di supporto 34 di dette targhette 31 provvisto di feritoie 35 per un altoparlante 36 in cui è integrato un microfono.

L'impiego del dispositivo secondo l'invenzione illustrato con riferimento alla Figura 4 prevede il montaggio delle piastre di supporto 1 del dispositivo per retro-illuminazione fra la base 33 della pulsantiera citofonica 30 ed il telaio 34 di supporto delle targhette semitrasparenti 31.

La scelta della configurazione a matrice triangolare permette inoltre di limitare il numero di LED che devono essere previsti per ottenere una buona illuminazione dal retro delle taghette, ma consente un risparmio di tempo nelle operazioni di montaggio rispetto a configurazioni a righe parallele di LED distanziate fra di loro.

L'utilizzo del dispositivo secondo l'invenzione risulta particolarmente vantaggioso nel caso di pulsantiere citofoniche, quali quella illustrata in Figura 4, poiché consente anche una notevole riduzione di ingombro ed evita la deformazione dei componenti in plastica, quali targhette e portalampade, generalmente provocata dal surriscaldamento che si verifica in presenza di lampadine ad incandescenza.

Un ulteriore vantaggio dell'invenzione deriva dal fatto che, essendo l'ingombro dei diodi LED notevolmente ridotto rispetto a quello delle tradizionali lampadine ad incandescenza e non essendo previsto l'uso degli ingombranti portalampade, è possibile prevedere un numero di diodi LED sufficiente per garantire un'illuminazione uniforme anche quando alcuni di essi dovessero esaurirsi.

Con riferimento alla Figura 5 è illustrata una forma ulteriore di realizzazione dell'invenzione in cui fra i diodi LED 3 ed una superficie retroilluminata 40 recante un numero civico 41 alloggiata in un telaio 42 è previsto un diffusore di luce 43, preferibilmente realizzato in plastica, atto a diffondere la luce emessa dai diodi LED 3 per distribuire più uniformemente su detta superficie retro-illuminata 40 la luce emessa da detti diodi LED 3.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti, comprendente una sorgente luminosa (2) alimentata elettricamente e mezzi di supporto (1) di detta sorgente luminosa (2), caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa (2) comprende una pluralità di diodi ad emissione di luce LED (3) alimentati con un duty-cycle < 100%.
2. 2. Dispositivo per retro-illuminazione di superfici semitrasparenti secondo la rivendicazione 1, in cui dette superfici semitrasparenti recano informazioni percepibili visivamente in forma di caratteri alfabetici, numerici o alfa-numerici.
3. 3 . Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui sono previsti mezzi (15) per diminuire la percentuale di detto duty-cycle proporzionalmente all'illuminamento incidente su detta sorgente luminosa (2).
4. 4 . Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi (15) per diminuire la durata del dutycycle comprendono un fotodiodo.
5. 5 . Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di supporto (1) comprendono una piastra di supporto in materiale elettricamente non conduttivo .
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detti diodi LED (3) previsti su detta piastra (1) di materiale elettricamente non conduttivo formano una matrice (2) di emettitori di luce.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui detta matrice (2) di emettitori di luce è una matrice triangolare.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui ciascuna riga (4) di detta matrice (2) di diodi LED (3) comprende almeno due di detti diodi LED (3) collegati in serie e dal fatto che dette righe (4) di diodi LED (3) sono collegate in parallelo fra loro ,
9. 9 . Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detta piastra di supporto (1) in materiale elettricamente non conduttivo è provvista di mezzi di impegno (20,21) atti a consentire l'accoppiamento in serie di una pluralità di dispositivi per retro-illuminazione.
10. 10 . Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di impegno (20,21) comprendono almeno un connettore elettrico bipolare per il collegamento elettrico in parallelo dei circuiti di alimentazione (6) previsti in detta pluralità di dispositivi per retro-illuminazione accoppiati meccanicamente in serie
11. 11. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui fra detta sorgente luminosa (2) e detta superficie retroilluminata è previsto un diffusore di luce (43) atto a diffondere la luce emessa da detta sorgente luminosa (2).
12. 12. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie retro-illuminata è una targhetta semitrasparente (31) contenuta nella pulsantiera (30) di un citofono .
13. 13 . Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie retro-illuminata contiene informazioni (41) relative al numero civico di un accesso stradale.
14. 14 . Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie retro-illuminata è una targa segnaletica stradale contenente informazioni viarie.