ITTO991038A1

ITTO991038A1 - Dispositivo di segnalazione luminosa a led bianchi.

Info

Publication number: ITTO991038A1
Application number: IT1999TO001038A
Authority: IT
Inventors: Piero Perlo; Piermario Repetto; Vito Lambertini; Silvia Farina; Daniele Pullini
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2001-05-26
Also published as: US6486790B1; DE10056580A1; ITTO991038A0; IT1310743B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di segnalazione luminosa a LED bianchi",

TESTO DELIA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi di segnalazione luminosa, ad esempio pannelli luminosi di segnalazione del tipo illustrato nella figura 1 dei disegni annessi. Pannelli di questo tipo sono previsti dalle normative di sicurezza vigenti per indicare ad esempio le uscite di emergenza di un locale.

Secondo la tecnica tradizionale, i pannelli luminosi del tipo illustrato nella figura 1 presentano un corpo cavo di sopporto, contenente al suo interno una sorgente luminosa, ad esempio una lampada fosforescente, per la retroilluminazione della faccia del pannello recante l'immagine da visualizzare.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di segnalazione luminosa che presenti una struttura estremamente più compatta, semplice ed un funzionamento più efficiente rispetto ai dispositivi noti.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo di segnalazione luminosa, comprendente:

un corpo di materiale sintetico trasparente, sostanzialmente in forma di lastra, avente due facce maggiori opposte, almeno una delle quali reca una immagine, due pareti di estremità e due pareti longitudinali,

una pluralità di dispositivi LED, parte dei quali atti ad emettere luce bianca, parte atti ad emettere luce verde, accoppiati esternamente con almeno una di dette pareti di estremità o di dette pareti longitudinali, la disposizione essendo tale per cui i raggi di luce in uscita da detti dispositivi LED subiscono riflessioni totali multiple all'interno della lastra, che assolve così la funzione di guida di luce, e

una distribuzione di elementi ottici diffrattivi diffondenti formati sulla faccia recante l'immagine, in corrispondenza di aree selezionate dell'immagine, atti a diffondere verso l'esterno i raggi di luce che incidono su dette aree dall'interno della lastra.

Il suddetto corpo a lastra può essere ad esempio costituito di polimetilmetacrilato, o policarbonato . I LED (diodi emettitori di luce) emettitori di luce bianca sono stati sviluppati relativamente di recente in una forma utilizzabile industrialmente. Particolarmente adatti ai fini dell'invenzione sono i modelli NSCW 100 e NSSW440 prodotti dalla società .NICHIA. Tali diodi emettitori di luce bianca presentano tipicamente la struttura illustrata nella figura 3 dei disegni annessi. Il LED vero e proprio, indicato con 1, è disposto sul fondo di una cavità 2 ricavata in un sopporto 3 e riempita con una matrice di resina epossidica 4, inglobante fosfori multicolore. Il LED 1 è atto ad emettere luce blu, a bassa lunghezza d'onda, ma a seguito dell'interazione coi fosfori nella resina 4 i raggi luminosi emessi dal dispositivo sono raggi di luce bianca. Come sopra indicato, secondo l'invenzione, si predispone una pluralità di dispositivi LED bianchi di tipo SMD (Surface Mounted Device), ossia di un tipo adatto ad essere montato su una superficie. I vari LED associati ad una parete del corpo a lastra del dispositivo possono essere alimentati mediante una pista conduttiva ed essere resi aderenti alla lastra mediante uno strato di polimero avente la funzione ulteriore di migliorare l'accoppiamento LED/lastra. I suddetti elementi ottici diffondenti predisposti in corrispondenza di aree selezionate dell'immagine riportata su una o su entrambe le facce del corpo a lastra possono essere ad esempio lenti diffrattive o micro-rifrattive. Tali elementi ottici diffondenti sono ricavati di stampaggio (ad esempio per iniezione o con un procedimento di hot pressing), sulla faccia del corpo a lastra.

Nel caso tipico esemplificato nella figura 1 dei disegni annessi, in cui l'immagine da visualizzare presenta una sagoma di colore più chiaro su uno sfondo più scuro, ad esempio una sagoma bianca su uno sfondo verde, i suddetti elementi ottici diffondenti sono formati in corrispondenza della sagoma di colore chiaro. Tuttavia è anche possibile predisporre elementi ottici anche in corrispondenza dello sfondo scuro dell'immagine, differenziando gli elementi ottici tra loro in modo da controllare le rispettive luminanze. L'immagine può essere ottenuta sulla faccia del corpo a lastra ad esempio mediante serigrafia.

Il dispositivo secondo l'invenzione può essere realizzato a guisa di bandiera, con l'immagine su entrambe le facce maggiori, oppure anche con l'immagine su una unica faccia. In questo caso la faccia opposta è provvista di un rivestimento riflettente. I LED bianchi possono essere predisposti su un'unica parete del corpo a lastra, o su due pareti opposte del corpo a lastra o su tutte le pareti che definiscono il bordo periferico del corpo a lastra.

L'invenzione ha anche per oggetto una forma di attuazione alternativa, in cui i dispositivi LED bianchi sono utilizzati per illuminare dall'esterno un pannello recante l'immagine da visualizzare, tale pannello avendo prismi diffondenti in corrispondenza di aree selezionate dell'immagine, conformati in modo da produrre un angolo solido predefinito di diffusione della luce il cui asse centrale è inclinato rispetto ad un asse normale al pannello. Tale caratteristica viene sfruttata per pannelli destinati ad essere disposti verticalmente al fine di orientare verso il basso i raggi luminosi diffusi dai prismi diffondenti predisposti sul pannello. Tale soluzione alternativa è caratterizzata da una efficienza complessiva più elevata, il che consente di utilizzare un numero minimo di led, e dal fatto di non richiedere l'impiego di una costosa lastra trasparente.

In tale forma di attuazione, una lente, preferibilmente operante in riflessione interna totale, posta di fronte al LED consente il controllo angolare del fascio luminoso incidente il pannello. Un prisma o, alternativamente, un riflettore, consentono di indirizzare verso il pannello la porzione del fascio luminoso che diverge in direzione opposta.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra a titolo di esempio un pannello luminoso di segnalazione del tipo cui è applicabile la presente invenzione,

la figura 2 è una vista schematica di una forma di attuazione del dispositivo secondo l'invenzione, la figura 3 è una vista in sezione schematica, in scala ampliata, di un dispositivo LED emettitore di luce bianca, secondo la tecnica nota,

la figura 4 è una vista schematica in sezione secondo la linea IV-IV della figura 2,

la figura 5 è una vista schematica prospettica di un'ulteriore forma di attuazione dell'invenzione, la figura 5a illustra in scala ampliata un particolare della figura 5,

la figura 6 è una vista in sezione secondo la linea VI-VI della figura 5, e

le figure 6a, 6b, 6c illustrano tre varianti. Con riferimento alla figura 2, il dispositivo secondo l'invenzione presenta un corpo 5 in forma di lastra con due facce maggiori 6, 7, due pareti di estremità 8, 9 e due pareti longitudinali 11, 12. Il corpo a lastra 5 è costituito di poliraetilacrilato o policarbonato . Nell'esempio illustrato, sulle due pareti longitudinali 11, 12 sono applicate due serie di LED emettitori di luce bianca 13 del tipo SMD alimentati mediante una pista conduttrice comune. I dettagli costruttivi di tali dispositivi e i dettagli relativi al modo con cui essi sono alimentati non sono qui illustrati in quanto essi possono essere realizzati in qualunque modo noto.

Con riferimento alla figura 4, ciascun LED 13 emette all'interno del corpo 5 un cono luminoso 14. La disposizione è tale per cui raggi luminosi emessi dal LED 13 incontrano le pareti del corpo a lastra 5 con un angolo A maggiore di ATIR di riflessione interna totale. Conseguentemente, i raggi luminosi subiscono una successione di riflessioni totali all'interno del corpo a lastra 5, che funge quindi da guida di luce. Sulla faccia maggiore 6, è ricavata per serigrafia l'immagine visibile nella figura 1. In corrispondenza delle aree W caratterizzate da una sagoma bianca, la superficie del corpo a lastra 5 è formata di stampaggio (ad esempio per iniezione o per hot pressing) con una distribuzione di elementi ottici diffondenti 15, ad esempio in forma di lenti diffrattive o rifrattive. Di conseguenza tali lenti fondono parzialmente all'esterno, come indicato nella figura 4 dalle frecce 16, i raggi luminosi che incidono su detti elementi dall'interno del corpo a lastra 5.

Nell'esempio illustrato, i LED bianchi 13 sono disposti su due pareti opposte del corpo a lastra 5. Essi potrebbero anche essere predisposti su una unica parete, oppure su tutte e quattro le pareti 8, 9, 11, 12 che definiscono il bordo periferico del corpo a lastra 5. In ogni caso, le pareti che eventualmente sono sprovviste di LED 13, sono provviste di un rivestimento riflettente.

La Figura 5 illustra una variante in cui un pannello 20, recante l’immagine serigrafata, è illuminato dall'esterno da una pluralità di LED bianchi 21 sostenuti da rispettivi sopporti 22. Come visibile chiaramente nella figura 6, ciascun LED 21 dirige il suo cono di luce su un'area selezionata, nell'esempio indicato un'area W del panello. In corrispondenza di tali aree, (vedere particolare di figura 5a) il pannello presenta prismi diffondenti il cono di luce emesso dai led in un angolo solido A di diffusione della luce il cui asse 23 è inclinato verso il basso rispetto ad un asse normale al pannello 20, per rendere massima l'efficienza del dispositivo che è destinato ad essere osservato dal basso.

Le figure 6a, 6b, 6c illustrano tre tipologie differenti per mezzo delle quali è possibile conformare il fascio emesso direttamente dai led in un nuovo fascio luminoso a divergenza e direzione controllate, per massimizzare l'uniformità di illuminamento dei simboli e l'efficienza luminosa definita quale rapporto tra il flusso di luce riflessa e diffratta dal dispositivo ed il flusso emesso dai led. Questo risultato è ottenuto ponendo di fronte al led una lente {fig. 6a) o un prisma (fig. 6b) o uno specchio (fig. 6c).

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Dispositivo di segnalazione luminosa, comprendente : un corpo di materiale sintetico trasparente (5) sostanzialmente in forma di lastra, avente due facce maggiori opposte (6, 7), almeno una delle quali reca una immagine, due pareti di estremità (8, 9) e due pareti longitudinali (11, 12), una pluralità di dispositivi LED parte atti ad emettere luce bianca, parte atti ad emettere luce verde, accoppiati internamente con almeno una di dette pareti di estremità (8, 9) o di dette pareti longitudinali (11, 12), la disposizione essendo tale per cui i raggi di luce bianche in uscita da detti dispositivi LED subiscono riflessioni totali multiple all'interno del corpo a lastra (5), che assolve così la funzione di guida di luce, e una distribuzione di elementi ottici diffrattivi diffondenti (15) formati sulla faccia recante l'immagine in corrispondenza di aree selezionate (W) dell'immagine, atte a diffondere verso l'esterno i raggi di luce che incidono su dette aree dall'interno del corpo. 2. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo (5) è costituito da materiale scelto fra polimetilmetacrilato e policarbonato. 3. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun dispositivo LED comprende un LED (1) emettitore di luce blu associata ad una matrice (4) di resina epossidica inglobante fosfori multicolore. 4. - Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi LED hanno un cono di emissione di luce con divergenza a 60° x 30°. 5. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi LED sono applicati al corpo a lastra (5) mediante uno strato di colla. 6. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi ottici diffondenti (15) sono lenti diffrattive o rifrattive. 7. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi ottici diffondenti (15) sono formati di stampaggio (ad esempio per iniezione od hot pressing) sulla faccia del corpo a lastra del dispositivo. 8. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui là suddetta immagine presenta una sagoma di colore più chiaro (W) su uno sfondo più scuro, caratterizzato dal fatto che detti elementi ottici diffondenti (15) sono formati in corrispondenza della sagoma di colore chiaro. 9. - Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende elementi ottici diffondenti anche in corrispondenza dello sfondo scuro dell'immagine. 10. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è realizzato a guisa di bandiera, con l'immagine su entrambe le facce maggiori . 11. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che presenta l'immagine su una unica faccia ed è provvisto di un rivestimento riflettente sulla faccia opposta. 12. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è provvisto di LED su una unica parete del corpo, o su due pareti opposte del corpo o su tutte e quattro le pareti del corpo e presenta inoltre un rivestimento riflettente sulle pareti del corpo che sono sprovviste di LED. 13. - Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la suddetta immagine è ricavata per serigrafia. 14. - Dispositivo di segnalazione luminosa, comprendente un pannello recante una immagine, formato con prismi diffondenti in corrispondenza di aree selezionate (W) dell'immagine, ed una pluralità di dispositivi LED emettitori di luce bianca, sopportati in modo da dirigere i rispettivi coni di luce su dette aree selezionate dell'immagine, detti prismi diffondenti avendo un angolo solido di diffusione della luce il cui asse centrale è inclinato rispetto ad un asse normale a pannello. 15. - Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che di fronte a ciascun dispositivo LED è posto un mezzo di conformazione del fascio emesso, costituito da una lente, o un prisma, o un riflettore. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.