ITMI20120605A1 - Dispositivo di illuminazione a led, in particolare faretto catadiottrico - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO DI ILLUMINAZIONE A LED, IN PARTICOLARE FARETTO CATADIOTTRICOâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo di illuminazione a LED, in particolare un faretto catadiottrico.

Come noto, i LED, inizialmente usati solo come indicatori luminosi, sono di uso sempre più diffuso anche nel settore dell’illuminazione di ambienti.

Sono note varie configurazioni di dispositivi di illuminazione a LED.

Tuttavia, permangono problemi per ottenere distribuzioni e intensità luminose soddisfacenti, soprattutto in applicazioni particolari, quali ad esempio l’illuminazione di ambienti museali.

I dispositivi di illuminazione a LED noti sembrano quindi avere margini di miglioramento, soprattutto in termini di prestazioni, efficacia e semplicità di realizzazione.

È uno scopo della presente invenzione quello di fornire un dispositivo di illuminazione a LED, in particolare un faretto catadiottrico, particolarmente semplice da realizzare ed efficace in termini di prestazioni luminose.

La presente invenzione à ̈ dunque relativa ad un dispositivo di illuminazione a LED come essenzialmente definito nell’annessa rivendicazione 1 e, per i suoi aspetti preferiti, nelle rivendicazioni dipendenti.

L’invenzione à ̈ descritta in dettaglio nei seguenti esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

– la figura 1 à ̈ una vista schematica prospettica esplosa, con pari sezionate, di un dispositivo di illuminazione a LED in accordo al trovato;

– la figura 2 à ̈ una vista schematica in sezione longitudinale e con parti rimosse per chiarezza del dispositivo di figura 1;

– la figura 3 à ̈ una vista schematica fuori scala di alcuni componenti del dispositivo di figura 1;

– la figura 4 à ̈ una vista schematica prospettica di alcuni componenti di una diversa forma di attuazione del dispositivo dell’invenzione;

– la figura 5 à ̈ una vista schematica prospettica di alcuni componenti di una ulteriore forma di attuazione del dispositivo dell’invenzione.

Nelle figure 1 e 2 à ̈ indicato nel suo assieme con 1 un dispositivo di illuminazione a LED, in particolare un faretto catadiottrico che trova una preferita (ma non esclusiva) applicazione, per esempio, nell’illuminazione museale.

Il dispositivo 1 si estende lungo e attorno a un asse A e comprende una struttura 2 di supporto, una sorgente luminosa 3 a LED, comprendente uno o più LED 4, e un sistema ottico 5 disposto lungo l’asse A e associato alla sorgente luminosa 3 per dirigere i flussi luminosi emessi dalla sorgente luminosa 3.

Nel seguito si farà riferimento ad una sorgente luminosa 3 a LED avente un unico LED 4, ma resta inteso che possono essere impiegati più LED 4, anche aventi spettri di emissione differenti.

Vantaggiosamente, la sorgente luminosa 3 include uno o più LED 4 piatti (LED in cui il materiale semiconduttore à ̈ distribuito su una superficie sostanzialmente piana), aventi una superficie di emissione luminosa sostanzialmente piana.

Nell’esempio illustrato (ma non necessariamente), l’asse A à ̈ un asse centrale del sistema ottico 5 e definisce anche un asse ottico del sistema ottico 5.

La struttura 2 di supporto comprende un corpo 6 a forcella avente una base 7 da cui si protendono due bracci 8 sostanzialmente paralleli tra loro e all’asse A e lateralmente spaziati uno dall’altro; il corpo 6 supporta un dissipatore termico 9 (opzionalmente provvisto di ventola di raffreddamento) e un alloggiamento 10 collocato sopra il dissipatore termico 9 e sul quale à ̈ montata la sorgente luminosa 3.

L’alloggiamento 10 presenta una sede 11 in cui à ̈ disposta la sorgente luminosa 3.

Con riferimento anche alla figura 3, il sistema ottico 5 comprende una guida di luce 13, un riflettore 14 primario e un riflettore 15 secondario.

La guida di luce 13 à ̈ disposta davanti alla sorgente luminosa 3 e si estende lungo l’asse A tra una estremità 16 prossimale, sostanzialmente affacciata alla sorgente luminosa 3, ed una estremità 17 distale, opposta all’estremità 16; le estremità 16, 17 sono provviste rispettivamente di una superficie 18 di ingresso e di una superficie 19 di uscita che nell’esempio illustrato (ma non necessariamente) sono sostanzialmente parallele e perpendicolari all’asse A.

La superficie 18 di ingresso à ̈ affacciata alla sorgente luminosa 3, mentre la superficie 19 di uscita à ̈ affacciata al riflettore 14 primario, il quale à ̈ assialmente spaziato dalla superficie 19 di uscita dall’estremità 17.

La guida di luce 13 à ̈ supportata da un supporto 20 montato sull’alloggiamento 10.

La guida di luce 13 à ̈ definita da una barra 21 rettilinea in materiale trasparente; la barra 21 ha per esempio sezione trasversale circolare o poligonale, costante o variabile lungo l’asse A. Nell’esempio non limitativo illustrato, ma non necessariamente, la barra 21 à ̈ una barra cilindrica a base circolare.

I riflettori 14, 15 sono affacciati uno all’altro e spaziati lungo l’asse A, essendo collocati sostanzialmente all’estremità 17 e, rispettivamente, all’estremità 16 opposte della guida di luce 13, e comprendono rispettivi specchi 22, 23 concavi contrapposti.

Il riflettore 14 primario à ̈ collocato all’estremità 17 della guida di luce 13, e precisamente oltre l’estremità 17 lungo l’asse A, ed à ̈ rivolto verso l’estremità 16 opposta e verso il riflettore 15 secondario; il riflettore 14 primario à ̈ assialmente spaziato dalla superficie 19 di uscita.

Il riflettore 14 primario comprende un corpo 24 in materiale sostanzialmente trasparente e avente una superficie 25 di riflessione affacciata alla guida di luce 13 e definente lo specchio 22.

Il riflettore 15 secondario à ̈ disposto attorno alla guida di luce 13 all’estremità 16 ed à ̈ rivolto verso il riflettore 14 primario.

Il riflettore 15 secondario presenta una superficie 26 di riflessione affacciata alla guida di luce 13 e definente lo specchio 23.

Il riflettore 15 secondario presenta una apertura 27 attraverso cui à ̈ disposta la guida di luce 13.

La guida di luce 13 à ̈ conformata in modo da traslare lungo l’asse A l’immagine della sorgente luminosa 3 e miscelare al proprio interno la luce emessa dalla sorgente luminosa 3, e i riflettori 14, 15 sono conformati e disposti in modo tale che il riflettore 14 primario riproduca virtualmente l’immagine della superficie 19 di uscita della guida 13 sostanzialmente nel fuoco del riflettore 15 secondario.

In particolare, la guida di luce 13 trasla l’immagine della sorgente luminosa 3 verso l’estremità 17 distale di una lunghezza L prefissata.

In altri termini, la guida di luce 13 genera all’estremità 17 della guida di luce 13 una superficie emissiva equivalente alla superficie emissiva reale della sorgente luminosa 3; la superficie emissiva equivalente viene quindi riprodotta virtualmente dal riflettore 14 primario nel fuoco del riflettore 15 secondario.

Il dispositivo 1 comprende poi un involucro 28 (che può essere trasparente, opaco o non trasparente) disposto lungo e attorno all’asse A e che circonda la guida di luce 13 e i riflettori 14, 15, e un elemento di copertura 29 trasparente, collocato lungo l’asse A oltre il riflettore 14 primario.

In particolare, l’involucro 28 ha una prima estremità 31 longitudinale, collocata attorno al corpo 24 del riflettore 14 primario, ed una seconda estremità 32 longitudinale, opposta all’estremità 31 e collocata attorno al riflettore 15 secondario; l’estremità 31 à ̈ disposta assialmente oltre l’estremità 17 della guida di luce 13 e delimita una apertura 33 di emissione di luce.

L’elemento di copertura 29 à ̈ sostanzialmente conformato a disco e chiude l’estremità 31 dell’involucro 28 e l’apertura 33. L’elemento di copertura 29 ha una faccia 34 rivolta verso il riflettore 15 secondario e che riceve la luce proveniente dal riflettore 15 secondario, e una faccia 35 opposta, definente una superficie 36 di emissione di luce del dispositivo 1.

L’involucro 28 e l’elemento di copertura 29 sono supportati dalla struttura 2, per esempio dai bracci 8 e da una ghiera 37 che à ̈ fissata ai bracci 8 e circonda l’elemento di copertura 29.

Per semplicità non sono illustrati connessioni e componenti elettrici di alimentazione e controllo del dispositivo 1.

In uso, il fascio luminoso emesso dalla sorgente luminosa 3 entra nella guida di luce 13, affacciata alla sorgente luminosa 3, attraverso la superficie 18 di ingresso; la guida di luce 13 miscela la luce emessa dalla sorgente luminosa 3 (effetto particolarmente vantaggioso se la sorgente luminosa include LED 4 che emettono luce diversa, per esempio LED bianchi con diverse temperature di colore e/o LED di colori diversi) e trasla l’immagine della sorgente luminosa 3 verso l’estremità 17 della lunghezza L, generando una superficie emissiva equivalente alla superficie emissiva reale della sorgente luminosa 3; la superficie emissiva equivalente viene quindi riprodotta virtualmente dal riflettore 14 primario nel fuoco del riflettore 15 secondario, per essere infine riflessa dal riflettore 15 secondario verso l’apertura 33 di emissione di luce.

Chiaramente, il sistema ottico 5 à ̈ configurabile a seconda delle prestazioni fotometriche desiderate, nonché dalla eventuale necessità di pre-miscelazione (in caso di LED con colori diversi).

Per esempio, à ̈ possibile ottenere una superficie emissiva equivalente più piccola della superficie emissiva reale, in modo tale che la superficie emissiva equivalente, riprodotta virtualmente nel fuoco del riflettore 14 primario, generi piccoli angoli di fascio.

A tale scopo, si impiega in particolare una guida di luce 13 rastremata verso l’estremità 17, come mostrato nella forma di attuazione della figura 4, nella quale i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri.

In questa forma di attuazione, la guida di luce 13 ha sezione trasversale decrescente dall’estremità 16 prossimale verso l’estremità 17 distale.

In questo caso, inoltre, la sorgente luminosa 3 à ̈ formata da una pluralità di LED 4, aventi spettri di emissione (colori) differenti. Allo scopo di ottenere una miscelazione della luce emessa dai LED 4, la barra 21 della guida di luce 13 ha, oltre che sezione trasversale variabile lungo l’asse A (e precisamente decrescente verso l’estremità 17), anche sezione trasversale poligonale (preferibilmente con almeno sei lati).

Lunghezze focali e aperture dei riflettori sono inoltre selezionate per massimizzare il rendimento, minimizzare le aberrazioni e limitare gli ingombri.

Nell’ulteriore forma di attuazione di figura 5, il sistema ottico 5 comprende la guida di luce 13, affacciata alla sorgente luminosa 3, e un elemento ottico 40 collocato all’estremità 17 distale della guida di luce 13.

Per esempio, l’elemento ottico 40 à ̈ un riflettore conico, ma potrebbe essere un riflettore avente diversa geometria o anche un diverso tipo di elemento ottico (per esempio, una lente).

L’elemento ottico 40 si estende anch’esso lungo e attorno all’asse A e presenta una prima estremità 41 che circonda l’estremità 17 distale della guida di luce 13, e una seconda estremità 42, assialmente opposta alla prima estremità 41.

L’elemento ottico 40 à ̈ divergente dall’estremità 41 verso l’estremità 42; in particolare, l’elemento ottico 40 ha una superficie 43 riflettente interna, opzionalmente sfaccettata, inclinata rispetto all’asse A e divergente dall’estremità 41 verso l’estremità 42.

Anche in questa forma di attuazione, che à ̈ particolarmente indicata per generare fasci divergenti, la sorgente luminosa 3 à ̈ in posizione remota rispetto al sistema ottico 5 e la guida di luce 13 funge da elemento di collegamento che trasmette la luce della sorgente luminosa 3 in una posizione opportuna per il sistema ottico 5.

Anche in questo caso, usando una guida di luce 13 sfaccettata e/o rastremata si consegue un effetto di miscelazione (con sorgente luminosa 3 avente LED 4 con emissione cromatica eterogenea).

Resta infine inteso che al dispositivo di illuminazione qui descritto ed illustrato possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall’ambito delle annesse rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di illuminazione a LED, estendentesi sostanzialmente lungo un asse (A) e comprendente una sorgente luminosa (3) a LED; una guida di luce (13) disposta davanti alla sorgente luminosa (3) ed estendentesi tra una estremità (16) prossimale, sostanzialmente affacciata alla sorgente luminosa (3), ed una estremità (17) distale, opposta all’estremità (16) prossimale; e un sistema ottico (5) associato alla sorgente luminosa (3) per dirigere i flussi luminosi emessi dalla sorgente luminosa (3); la guida di luce (13) essendo conformata in modo da miscelare al proprio interno la luce emessa dalla sorgente luminosa (3) e da generare all’estremità (17) distale della guida di luce (13) una superficie emissiva equivalente alla superficie emissiva reale della sorgente luminosa (3) in una posizione prestabilita rispetto al sistema ottico (5).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema ottico (5) comprende un riflettore (14) primario collocato all’estremità (17) distale della guida di luce (13); ed un riflettore (15) secondario, disposto sostanzialmente all’estremità (16) prossimale della guida di luce (13); i riflettori (14, 15) essendo conformati e disposti in modo tale che il riflettore (14) primario riproduca virtualmente la superficie emissiva equivalente sostanzialmente in un fuoco del riflettore (15) secondario.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il riflettore (15) secondario à ̈ disposto sostanzialmente attorno alla guida di luce (13).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i riflettori (14, 15) comprendono rispettivi specchi (22, 23) concavi affacciati e contrapposti.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il riflettore (14) primario comprende un corpo (24) in materiale sostanzialmente trasparente e avente una superficie (25) di riflessione affacciata alla guida di luce (13).
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’estremità (17) distale della guida di luce (13) à ̈ provvista di una superficie (19) di uscita e il riflettore (14) primario à ̈ assialmente spaziato dall’estremità (17) distale della guida di luce (13) e dalla superficie (19) di uscita.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui la superficie (19) di uscita à ̈ sostanzialmente ortogonale all’asse (A).
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il riflettore (15) secondario à ̈ collocato all’estremità (16) prossimale della guida di luce (13).
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la guida di luce (13) comprende una barra (21) rettilinea in materiale trasparente che si estende lungo l’asse (A).
10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un involucro (28) trasparente disposto lungo e attorno all’asse (A) e che circonda la guida di luce (13) e i riflettori (14, 15).
11. 11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un elemento di copertura (29) trasparente, collocato lungo l’asse (A) oltre il riflettore (14) primario e avente una faccia (34) rivolta verso il riflettore (15) secondario e che riceve la luce proveniente dal riflettore (15) secondario, e una faccia (35) opposta, definente una superficie (36) di emissione di luce del dispositivo (1).
12. 12. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la guida di luce (13) à ̈ rastremata verso l’estremità (17) distale.
13. 13. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la guida di luce (13) ha sezione trasversale poligonale.
14. 14. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sorgente luminosa (3) à ̈ formata da una pluralità di LED (4), aventi spettri di emissione e/o colori differenti.