ITVT980003U1 - Dispositivo proiettore con riflettore lineare. - Google Patents

Description

Titolo:

DISPOSITIVO PROIETTORE CON RIFLETTORE LINEARE

Riassunto :

Nel dispositivo proiettore (50) il proiettore (10) comprende una sorgente luminosa (14) e un riflettore (12). Quest'ultimo (12) ha una superficie ottenuta facendo traslare un’adatta linea piana tale che la superficie così ottenuta è in grado di generare un fascio luminoso avente sezione trasversale sostanzialmente rettangolare una cui dimensione diminuisce all'allontanarsi dal riflettore (12) fino a ridursi ad una striscia (16), tale dimensione poi aumentando proseguendo nell'allontanamento dal riflettore. In corrispondenza o in vicinanza della posizione (16) in cui la sezione trasversale del fascio luminoso ha larghezza minima possono essere collocati dispositivi ottici quali filtri di colore, mezzi cambiacolori(20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B), filtri per la conversione della temperatura di colore, dimmer meccanici (18) ed oscuratori. Possono anche essere previsti prismi ottici, lenti, e diffusori. Può essere prevista anche un'unità (52) di controllo e comando , eventualmente comprendente mezzi attuatori (60) per gestire le funzioni del proiettore (10) e la movimentazione dello stesso.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda i proiettori del tipo utilizzato per illuminare palazzi, monumenti od aree all'aperto, ed in particolare i proiettori cosiddetti "cambiacolori ", conosciuti anche col termine inglese di "color changer".

Proiettori di tale tipo sono già noti. Essi comprendono un riflettore costituito da una parte di superficie di un solido di rotazione ottenuto facendo ruotare un'adatta linea piana che presenta un fuoco. Normalmente i solidi di rotazione utilizzati sono ellissoidi o paraboloidi. L 'ellissoide, ottenuto dalla rotazione di un'ellisse attorno al suo asse maggiore, viene tagliato con un piano perpendicolare al suo asse maggiore e viene posizionato in modo che la lampada risulti in corrispondenza del fuoco. In questo caso il flusso luminoso viene concentrato in un punto (in realtà una piccola area circolare, in corrispondenza del secondo fuoco dell'ellissoide, nelle cui immediate vicinanze si possono inserire sistemi di colorazione e di dimmeraggio di dimensioni contenute. Come solido di rotazione può essere usato in prima approssimazione anche uno specchio sferico (una calotta sferica) utilizzato ovviamente nella configurazione ellittica (la lampada non viene posta cioè al centro della sfera ma in un punto che coincide con il fuoco dell'ellissoide a cui la calotta sferica si approssima }.

Con questo tipo di' riflettori non risulta vantaggioso utilizzare lampade a scarica ad arco lungo o alogene lineari.

Nella configurazione parabolica la lampada viene posta in corrispondenza del fuoco del paraboloide e quindi i raggi luminosi escono pressoché paralleli all'asse dello stesso. Molto spesso viene utilizzato (anche qui in prima approssimazione) uno specchio sferico ma nella configurazione parabolica, la lampada venendo posta cioè a metà del raggio, per cui il comportamento della calotta sferica equivale sostanzialmente a quello del paraboloide a cui si approssima.

In questo caso ovviamente l'area interessata è sempre circolare ma di dimensioni notevoli. Pertanto non è possibile utilizzare dispositivi di colorazione di dimensioni contenute.

Anche con questo tipo di riflettori non risulta vantaggioso utilizzare lampade a scarica ad arco lungo o alogene lineari.

Inoltre, proprio perché le sorgenti luminose utilizzabili in questo tipo di proiettori devono avere solitamente piccole dimensioni, esse hanno per forza di cose una potenza relativamente limitata.

Molto utilizzati risultano anche i comuni riflettori lineari perché permettono di impiegare vantaggiosamente lampade a scarica ad arco lungo o alogene lineari. In questo caso però l'area interessata dal flusso luminoso è rettangolare ma di grandi dimensioni e quindi i sistemi di colorazione risultano complessi, ingombranti e poco efficienti .

La presente invenzione si propone di ovviare ai sopra precisati inconvenienti dei noti proiettori cambiacolori

Tale scopo viene raggiunto grazie al dispositivo proiettore secondo la presente invenzione, caratterizzato dal fatto che il riflettore ha una superficie ottenuta facendo traslare un'adatta linea piana tale che la superficie cosi ottenuta è in grado di generare un fascio luminoso avente sezione . trasversale sostanzialmente rettangolare, una dimensione di tale sezione trasversale diminuendo all'allontanarsi dal riflettore fino a ridursi ad una striscia di larghezza notevolmente minore della relativa lunghezza, tale dimensione poi aumentando proseguendo nell'allontanamento dal riflettore.

Indicheremo nel seguito il sopra definito riflettore col termine di riflettore "lineare" e la relativa sorgente luminosa come-sorgente "lineare" {che potrà essere costituita da una lampada a scarica , alogena, alogena lineare, anche stroboscopica). Per sorgente luminosa lineare s'intenderà anche una sorgente luminosa formata da una serie di sorgenti luminose (.teoricamente) puntiformi allineate (costituite ad esempio da una serie di lampade a bulbo disposte il più vicino possibile lungo un tratto rettilineo).

Preferibilmente la linea piana la cui traslazione genera la superficie del sopra definito riflettore lineare sarà una porzione di ellisse o di arco di cerchio che approssima l'ellisse, per quanto anche altre linee che si discostano poco dalle linee sopra citate permettono di concentrare il flusso luminoso in una striscia di larghezza sufficientemente ridotta per gli scopi che ci si prefiggono. Tra l'altro anche una spezzata, costituita ad esempio da tratti rettilinei e/o archi di circonferenza, che approssimi l'andamento della suddetta ellisse può consentire di ottenere un risultato accettabile (cioè di concentrare il flusso luminoso in una striscia di larghezza sufficientemente ridotta.

Convenientemente il proiettore secondo la presente invenzione potrà essere completato da un riflettore piano o internamente concavo che chiude ciascuna delle due estremità del riflettore lineare, ciò permettendo il recupero del flusso luminoso d'estremità (cioè del flusso luminoso che uscirebbe attraverso le due estremità del riflettore lineare se fossero aperte).

Pure convenientemente il proiettore lineare potrà essere dotato di un riflettore lineare aggiuntivo, a sezione circolare, disposto su ciascuno dei due lati del riflettore lineare principale, tali riflettori aggiunti consentendo di recuperare parte del flusso luminoso non intercettato dal riflettore lineare principale, in particolare quella parte di flusso luminoso che non viene intercettato dal riflettore lineare principale e che passa vicino ma esternamente ai lati di quest'ultimo.

Il proiettore secondo la presente invenzione potrà essere di tipo monocromatico od anche del tipo cosiddetto cambiacolori, cioè dotato di un dispositivo di tipo noto, che può essere più o meno complesso e che comprende uno o più filtri di colore, ma col significativo vantaggio che le dimensioni dei relativi filtri saranno estremamente ridotte rispetto a quelle dei filtri dei noti proiettori cambiacolori, tanto da poter essere al limite ridotte a quelle della suddetta striscia in cui può essere concentrato il fascio luminoso.

Il proiettore potrà anche essere dotato di un noto dispositivo a sintesi sottrattiva di colore, od anche di un noto filtro per la conversione della temperatura di colore del flusso luminoso; come pure di un convenzionale "dimmer" meccanico, cioè un dispositivo costituito da coppie di pannelli avvicinabili tra loro per ridurre il flusso luminoso uscente dal proiettore; oppure un convenzionale dispositivo ottico comprendente filtri, diffusori e/o lenti e/o prismi ottici.

Il dispositivo proiettore secondo la presente invenzione potrà comprendere un'unità di controllo e comando del funzionamento del proiettore. Tale unita di controllo e comando potrà anche essere del tipo che consente di programmare il funzionamento del proiettore e potrà pure comprendere mezzi attuatori per gestire le diverse funzioni e, nel caso che il proiettore sia a testa mobile, il movimento dello stesso, nonché dei comandi a distanza ausiliari.

L 'invenzione risulterà più facilmente comprensibile dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione. In tale descrizione si farà riferimento ai disegno allegato, in cui:

la fig. 1 è una vista prospettica schematica di un proiettore secondo l'invenzione; e

la fig. 2 ne è una generica sezione trasversale ;

la fig. 3 mostra uno schema a blocchi del dispositivo proiettore comprendente il proiettore delle Figi. 1 e 2 nonché un'unità di comando e controllo dello stesso;

la fig. 4 mostra l'andamento della sezione trasversale del riflettore lineare del proiettore nel caso si voglia approssimare l'andamento ellittico teorico del riflettore con archi di cerchio ;

la fig. 5 è analoga alla fig. 4, con la differenza che l'andamento ellittico teorico viene approssimato con un arco di cerchio centrale e tratti rettilinei verso le estremità;

la fig. 6 è analoga alle due precedenti figure, con la differenza che l'andamento ellittico teorico viene approssimato con una spezzata; e

la fig.7 è analoga alle tre precedenti figure, ma illustra una ulteriore variante del profilo del riflettore .

Come si vede dalle figg. 1 e 2, il dispositivo proiettore secondo la presente invenzione può essere costituito dal solo proiettore 10, nel caso specifico del tipo cambiacolori, o comunque comprendere tale proiettore. Il proiettore (10) comprende un riflettore lineare indicato con 12. Come meglio si vede dalla fig. 2, la linea piana utilizzata per generare per traslazione il riflettore 12 è costituita da una parte di ellisse che risulta simmetrica rispetto all'asse maggiore dell'ellisse. Come ci si rende conto osservando le figure, una lampada 14, che permette di ottenere una sorgente luminosa di opportuna lunghezza, è disposta in corrispondenza di quello dei due fuochi delle infinite ellissi formanti il riflettore lineare 12 che risulta più vicino a quest'ultimo. Ciò consente di concentrare il flusso luminoso generato dalla lampada 14 (che ai nostri fini può considerarsi una sorgente di luce lineare) in una striscia 16 di larghezza sufficientemente ridotta per i nostri fini (nel caso, puramente teorico, di sorgente luminosa lineare agente su un dispositivo ottico ideale, tale larghezza -sarebbe nulla). Come linea piana per generare il riflettore lineare potrà in prima approssimazione venire utilizzato un arco di cerchio, con la sorgente di luce lineare disposta in un opportuno punto rintracciabile sull'asse di simmetria dell'arco di cerchio, e che risulta intermedio tra il centro del cerchio e un punto distante dal centro del cerchio della metà del raggio dello stesso, e cioè coincidente con il fuoco dell'ellisse che si vuole approssimare.

Come già accennato, risultati. discreti e accettabili (per quanto riguarda la larghezza della striscia in cui viene concentrato il flusso luminoso) possono anche essere ottenuti approssimando la suddetta parte di ellisse con più archi di cerchio (fig. 4) o con tratti rettilinei (fig. 6) o con archi di cerchio e tratti rettilinei (fig .5). Ovviamente più saranno corti tali tratti rettilinei, più sarà buona l'approssimazione. In pratica si potranno convenientemente utilizzare tratti rettilinei più corti per approssimare le zone di curva a curvatura maggiore, mentre quelle a curvatura minore potranno essere approssimate mediante tratti rettilinei più lunghi.

In particolare in fig. 4 l'andamento dell'ellisse teorica (per quanto riguarda la parte di essa che ci interessa) è approssimato dalla linea 12A formata da tre archi di cerchio e precisamente dall'arco di cerchio centrale 12A.1 e da due archi di cerchio laterali uguali e simmetrici 12A.2.

Nella fig. 5 la linea 12B che approssima l'andamento ellittico teorico è ottenuta mediante un arco di cerchio centrale 12B.1 e da due tratti rettilinei laterali (12B.2 e 12B.3) uguali, disposti simmetricamente.

In fig. 6 la linea 12C che approssima l'andamento ellittico teorico è ottenuta mediante una spezzata formata da un tratto rettilineo centrale 12C.1 e da tratti rettilinei laterali disposti simmetricamente.

Secondo la variante di fig. 7 della presente invenzione, il riflettore del proiettore potrà avere una sezione trasversale formata da tratti di diverse ellissi tutte però aventi gli stessi due fuochi .

Infatti l'andamento del profilo 12D del riflettore man mano che ci si allontana dall’asse che unisce i fuochi comuni L e F prosegue su tratti di ellissi 12D.2, 12D.3,...12D.6 più interne che, appunto, hanno in comune gli stessi fuochi L e F. Ciò consente di ottenere un riflettore (e quindi un proiettore) di larghezza ridotta rispetto a quelli precedentemente descritti.

E' chiaro che, con analogo criterio, i sopra citati tratti di ellisse potranno, nel caso serva, invece che appartenere ad ellissi via via più interne all'allontanarsi dell'asse LF, far parte di ellissi via via più esterne, ottenendosi tuttavia un riflettore di larghezza maggiore.

Come si vede dalle figg. 1 e 2, nel caso specifico illustrato il proiettore 10 è dotato di un convenzionale dimmer meccanico, sostanzialmente costituito da due pannelli non trasparenti 18A e 18B, avvicinabili tra loro in modo da intercettare il flusso luminoso uscente dal riflettore 12, cosi da ridurre il flusso luminoso, fino ad oscurarlo completamente.

Pure dalle figg. 1 e 2 si vede che il proiettore 10 è anche dotato di un dispositivo cambiacolori comprendente tre convenzionali filtri di colore essenzialmente costituiti ciascuno da una coppia di elementi piani, rispettivamente 20A e 20B di colore ciano (C), 22A e 22B di colore magenta (M) , e 24A e 24B di colore giallo (Y), gli elementi piani di ciascuna coppia essendo avvicinabili tra loro così da aumentare la saturazione di colore. Tali tre filtri permettono di realizzare la cosiddetta sintesi sottrattiva, ben nota agli esperti del ramo. Va comunque detto che parte o tutti i sopra citati filtri possono mancare, ciò dipendendo dalle specifiche esigenze e dai risultati che si vogliono raggiungere.

Per quanto non sia stato previsto nel caso del proiettore 10 (per cui non compare nelle figure), lo stesso può essere anche dotato un convenzionale filtro per la conversione della temperatura di colore del flusso luminoso.

Il proiettore 10 comprende pure un convenzionale dispositivo ottico (indicato schematicamente nelle figure con un rettangolo 26) che può 'comprendere diffusori e/o lenti e/o prismi ottici, tali elementi non essendo stati illustrati perché ben noti agli esperti del settore.

Il dimmer 18A, 18B, i filtri 20A e 20B, 22A e 22B, 24A e 24B , compreso il filtro per la conversione della temperatura di colore (non mostrato nelle figure), saranno posizionati il più vicino possibile alla striscia 16 in cui viene concentrato il flusso luminoso, ciò consentendo di ridurre al minimo le dimensioni dei sopra elencati dispositivi.

Dalla figura 1 si vede che in corrispondenza di ciascuna estremità del riflettore lineare 12 il proiettore 10 è dotato di un riflettore piano (ma potrebbe essere anche internamente concavo, in questo caso formato anche da più superfici piane o curve), rispettivamente 28 e 30. Questi due riflettori (che nel caso specifico sono un poco divergenti) permettono il recupero del flusso luminoso che altrimenti uscirebbe dalle due corrispondenti estremità del riflettore lineare 12.

Dalle figg. 1 e 2 si vede che il proiettore 10 è anche dotato, in corrispondenza di ciascuno dei due lati del riflettore 12, di un rispettivo riflettore lineare a sezione circolare 32, 34 (che potrebbe però essere anche formato da più superfici piane o curve). I due riflettori aggiuntivi 32 e 34 permettono il recupero del flusso luminoso relativo agli angoli al e a2 (fig. 2), flusso che altrimenti andrebbe perso.

Grazie alla presente invenzione è possibile ottenere un proiettore di grande potenza per il fatto che si usano solitamente sorgenti di luce lineari (lampade a scarica ad arco lungo, alogene lineari e stroboscopiche), che possono avere una potenza molto elevata, in generale superiore alle sorgenti di luce puntiformi. In particolare, le lampade a scarica ad arco lungo sono relativamente poco costose ed hanno una vita media molto lunga, largamente superiore a quella delle lampade a scarica ad arco corto. Inoltre il fascio luminoso uscente è rettangolare, forma che normalmente meglio si adatta all'illuminazione esterna di monumenti, fabbricati e simili. Infine, il proiettore secondo la presente invenzione è dotato di dispositivi di colorazione e cambiacolore, dimmer meccanici e oscuratori di dimensioni veramente contenute e molto efficaci.

Come già accennato, il dispositivo proiettore seconde la presente invenzione può convenientemente comprendere un'unità di controllo e comando del funzionamento del proiettore.

Come già accennato, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione (fig. 3), il dispositivo proiettore (50) può comprendere oltre al proiettore 10, anche un'unità 52 di controllo e comando del funzionamento del proiettore. L'unità 52 comprende nel caso specifico un'interfaccia di comando 54 collegata ad un microprocessore 56 per comandare degli organi di comando, nel loro complesso indicati con 58, che possono azionare dei motori passo-passo 60 destinati alla gestione delle varie funzioni e dell'eventuale movimentazione orizzontale e/o verticale. L'unità 52 comprende pure un alimentatore 62 collegato (come indicato dalla freccia 64) ad una sorgente di energia elettrica (per esempio la rete elettrica).

Fa pure parte dell'unità 52 un mezzo di comando remoto 66 collegato mediante cavi, raggi infrarossi o via radio con un'interfaccia di ricezione 68 dei segnali emessi dal mezzo di comando remoto 66.

Pertanto grazie all'unità di comando e controllo 52 si potrà programmare e/o comandare a distanza l'accensione e/o l'oscuramento del proiettore, come pure il dimmeraggio, il cambiamento di colori, la modifica delle dimensioni del fascio luminoso, nonché la sua movimentazione orizzontale e/o verticale.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo proiettore (50) in cui il proiettore (10) comprendente una sorgente luminosa (14) e un riflettore (12), caratterizzato dal fatto che il riflettore (12) ha una superficie ottenuta facendo traslare un'adatta linea piana tale che la superficie così ottenuta è in grado di generare un fascio luminoso avente sezione trasversale sostanzialmente rettangolare, una dimensione di tale sezione trasversale diminuendo all 'allontanarsi dal riflettore (12) fino a ridursi ad una striscia (16) di larghezza notevolmente minore della relativa lunghezza, tale dimensione poi aumentando proseguendo nell'allontanamento dal riflettore (12).
2. 2. Dispositivo proiettore (10) secondo la rivendicazione 1, in cui la linea piana che per traslazione genera la superficie del riflettore (12) è una porzione di ellisse (12) o di una linea (12A, 12B, 12C) che approssima un'ellisse, tale porzione essendo simmetrica rispetto all'asse dell'ellisse, la sorgente luminosa lineare (14) essendo collocata in corrispondenza del fuoco dell'ellisse che si trova più vicino al riflettore
3. 3. Dispositivo proiettore secondo la rivendicazione 2, in cui la linea che approssima l'ellisse è una spezzata(12B; 120.
4. 4. Dispositivo proiettore secondo la rivendicazione 3, in cui la linea spezzata (12B)è formata da tratti rettilinei (12B.2,12B.3) e/o curvilinei (12A; 12B.1).
5. 5. Dispositivo proiettore secondo la rivendicazione 4, in cui i tratti della spezzata (12C) sono di tipo rettilineo aventi lunghezza uguale o diversa fra loro.
6. 6. Dispositivo proiettore secondo la rivendicazione 1, in cui la linea piana (12D) che per traslazione genera la superficie del riflettore (12) comprende tratti di diverse ellissi, tutte aventi gli stessi due fuochi (L e F), i tratti di tale linea piana (12D), man mano che ci si allontana dall’asse che unisce i due fuochi (L e F) comuni, risultando di appartenere ad ellissi via via più interne o più esterne.
7. 7. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui il proiettore (10) comprende anche un riflettore (28, 30) piano o internamente concavo che chiude ciascuna delle due estremità del riflettore lineare (12).
8. 8. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui il proiettore (10) comprende anche un riflettore lineare aggiuntivo (32, 34), a sezione circolare (che potrebbe però essere anche formato da più superfici piane o curve), disposto su ciascuno dei due lati del riflettore lineare principale (12) per recuperare parte del flusso luminoso non intercettato dal riflettore lineare principale (12).
9. 9. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui il proiettore (10) comprende filtri di colore (20, 22, 24) collocati in corrispondenza o in vicinanza della posizione (16) in cui la sezione trasversale del fascio luminoso ha larghezza minima.
10. 10. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui il proiettore (10) comprende un dispositivo cambiacolori (20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B) a sintesi sottrattiva di colore collocato in corrispondenza o in vicinanza della posizione (16) della sezione trasversale in cui il fascio luminoso ha larghezza minima.
11. 11. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 10, in cui il dispositivo cambiacolori del proiettore (10) comprende tre filtri di colore (20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B) comprendenti ciascuno una coppia di elementi piani, rispettivamente color ciano, magenta e giallo, avvicinabili tra loro così da aumentare la saturazione di colore.
12. 12. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto un filtro per la conversione della temperatura di colore del flusso luminoso, collocato in corrispondenza o in vicinanza della posizione della sezione trasversale in cui il fascio luminoso ha larghezza minima.
13. 13. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui il proiettore (10) comprende un dimmer meccanico (18) per variare il flusso luminoso uscente dal proiettore (10), il dimmer (18) essendo collocato in corrispondenza o in vicinanza della posizione (16) in cui la sezione trasversale del fascio luminoso ha larghezza minima .
14. 14. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 13, in cui il dimmer meccanico del proiettore (10) comprende due pannelli non trasparenti (18A, 18B) avvicinabili tra loro per intercettare il flusso luminoso uscente dal riflettore (12) così da ridurre il flusso luminoso, fino ad oscurarlo completamente.
15. 15. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui nel proiettore (10) sono previsti filtri aggiuntivi, diffusori e/o elementi e/o prismi ottici.
16. 16. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 1, in cui è compresa un'unità (52) di controllo e comando, eventualmente programmabile, del funzionamento del proiettore (10)
17. 17. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 16, in cui l'unità (52) di controllo e comando comprende un'interfaccia di comando (54) collegata ad un microprocessore (56) per comandare i circuiti di pilotaggio(58) dei motori passo-passo (60) per la gestione delle funzioni e la movimentazione del proiettore (10).
18. 18. Dispositivo proiettore (50) secondo la rivendicazione 17, in cui l'unità (52) di controllo e comando comprende un mezzo di comando remoto (66) collegato con un'interfaccia di ricezione (68) dei segnali emessi dal mezzo di comando remoto (66).