ITTO960988A1 - Dispositivo di illuminazione atto a generare un pattern rettangolare nella zona di lavoro, ad esempio per l'illuminazione di strisce - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di illuminazione atto a generare un pattern rettangolare nella zona di lavoro, ad esempio per l'illuminazione di strisce pedonali”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo di illuminazione atto a generale un fascio di luce che produce un pattern rettangolare definito ed uniforme nella zona di lavoro, ad esempio per l'illuminazione di strisce pedonali o utilizzabile in altre applicazioni ove occorre ottenere un pattern di illuminazione del tipo sopra indicato, come ad esempio nel caso di proiettori fendinebbia per autoveicoli, oppure nell'illuminazione di quadri, di corridoi estesi in ambienti industriali, etc.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo sopra indicato che consenta di ottenere un pattern rettangolare di dimensioni relativamente estese a partire da un dispositivo di ridotte dimensioni, che può avere una qualsiasi conformazione, inclusa quella circolare, il tutto con una struttura relativamente semplice ed economica.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo di illuminazione del tipo sopra indicato, caratterizzato dal fatto che esso comprende:

una sorgente luminosa,

un elemento riflettore per riflettere i raggi luminosi emessi dalla sorgente luminosa in direzione di una zona da illuminare, e

uno schermo posto di fronte al riflettore e presentante una superficie con una distribuzione di microlenti cilindriche.

Le microlenti cilindriche sono distribuite con un passo compreso fra 0,1 millimetri e 0,5 millimetri, preferibilmente pari a 0,2 millimetri. Tale valore del passo garantisce infatti una migliore uniformità di illuminazione senza che siano introdotte le complicazioni tecnologiche associate ad un passo più piccolo. Passi maggiori comportano invece una riduzione di uniformità del fascio.

Secondo un ulteriore caratteristica dell'invenzione, le microlenti cilindriche presentano un valore del cosiddetto "F number", ossia del rapporto fra focale e larghezza della lente, molto basso, preferibilmente prossimo ad 1.

In una variante, la distribuzione di microlenti cilindriche è sostituita da una distribuzione di microprismature a riflessione interna totale. E' possibile predisporre una distribuzione simmetrica di microprismature a destra e a sinistra dell'asse mediano del dispositivo. Tutte le suddette disposizioni vengono scelte in funzione della necessità di garantire l'uniformità del fascio nel piano di lavoro. I prismi a riflessione interna totale, a differenza dei-prismi convenzionali di Fresnel, garantiscono una efficienza più elevata e garantiscono una maggior deviazione del fascio luminoso. Si può anche prevedere una combinazione di prismature convenzionali o microlenti cilindriche al centro del dispositivo e prismi a riflessione interna totale alla periferia del dispositivo.

Secondo un ulteriore variante la distribuzione di microlenti cilindriche o microprismature sullo schermo può essere sostituita da una adeguata conformazione dell'elemento riflettore.

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 è una vista prospettica schematica che illustra l'applicazione di un dispositivo di illuminazione secondo l'invenzione all'eliminazione di strisce pedonali,

la figura 2 è una vista in sezione ed in scala ampliata del dispositivo illustrato nella figura 1, la figura 3 è una vista in sezione secondo la linea III-III della figura 2,

la figura 4 illustra una variante di un particolare della figura 2,

la figura 5 è un diagramma che illustra il pattern nella zona di lavoro ottenibile con il dispositivo secondo l'invenzione, e

le figure 6, 7 illustrano due varianti della figura 4.

Nella figura 1, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un dispositivo di illuminazione di strisce pedonali 2 che viene sostenuto mediante qualsiasi mezzo di sopporto noto ad un'altezza di circa 5-7 metri sopra il suolo.

Con riferimento alle figure 2, 3, il dispositivo 1 presenta una parabola riflettente 2 che riflette i raggi luminosi emessi da una sorgente luminosa 3, costituita da una lampada di qualsiasi tipo, in direzione della zona di lavoro. I raggi luminosi riflessi dalla parabola 2 incontrano una schermo 4 avente una delle sue due facce opposte recante una distribuzione di microlenti cilindriche 5 (vedere anche figura 3) che generano un fascio luminoso che produce al suolo un pattern rettangolare la cui divergenza in una direzione è definita dall'"F number" delle microlenti, mentre nell'altra direzione è definita dalla forma del riflettore..

In un esempio di realizzazione messo a punto dalla Richiedente, la parabola 2 aveva un diametro esterno di 100 millimetri ed una profondità di 39,5 millimetri e presentava un rivestimento di alluminio di riflettanza 0,97. Le microlenti cilindriche 5 presentavano un "F number'' prossimo a 1,2. Le microlenti cilindriche 5 erano disposte con un passo di 0,2 millimetri. Tuttavia, per ottenere una buona uniformità del fascio luminoso nel piano di lavoro, sono altrettanto validi i passi compresi fra 0,1 millimetri e 0,5 millimetri. Il passo di 0,2 millimetri garantisce l'uniformità senza che siano introdotte le complicazioni tecnologiche associate al passo 0,1 millimetri. Passi (periodi) maggiori di 0,5 millimetri comportano una riduzione di uniformità del fascio, ma sono ancora applicabili. La curvatura delle microlenti è rivolta . verso 1'interno della parabola poiché in tal modo sono ridotte le riflessioni interne all'ottica e risulta piti definito il pattern. Con una tale realizzazione è stata misurata un'efficienza complessiva pari al 75%. La distribuzione delle curve di Isolux al suolo è illustrata nel diagramma della figura 5, ove i .numeri indicano le distanze in millimetri dall'asse ottico della parabola. Con questo tipo di soluzione sono stati altresi sviluppati fasci di divergenza nella direzione X tra 40 e 80 gradi complessivi.

La figura 4 illustra un variante in cui la distribuzione di microlenti cilindriche 5 è sostituita da una distribuzione di microprismature 6, in questo caso predisposta sulla superficie esterna dello schermo 4. I prismi 6 sono del tipo a riflessione interna totale. La figura 4 illustra un caso in cui i prismi sono disposti uniformemente e simmetricamente rispetto al centro del dispositivo. Con questo tipo di microprismature a riflessione interna totale l'efficienza misurata è superiore all' 80% e la divergenza complessiva del fascio nella direzione X ortogonale alla direzione principale della prismatura può raggiungere valori superiori a 120".

La figura 6 illustra una variante in cui i prismi cambiano di angolazione al fine di garantire l'uniformità del fascio nel piano di lavoro. E' anche possibile prevedere una distribuzione di prismi a riflessione interna totale secondo una matrice, oppure ancora prevedere una distribuzione di prismi con passo variabile, come illustrato nella figura 7.

Infine è possibile prevedere una combinazione di prismature convenzionali che operano in rifrazione al centro dell'ottica e di prismi che operano in riflessione interna totale verso la periferia.

Un ulteriore forma di attuazione del dispositivo comprende un riflettore complesso sagomato n modo tale che almeno i 9/10 del flusso complessivo venga riflesso dal riflesso dal riflettore venga indirizzato secondo il pattern desiderato. L'ottica trasparente posta davanti al riflettore in questo caso è priva di prismature, ma dotata di curvatura o, in alternativa, piana. In generale, il trasparente, sia esso prismato, dotato di microlenti o a superficie liscia, sarà di materiale vetroso in acrilico, in policarbonato o in altro tipo di materiale plastico che resiste anche alle alte temperature, quale il poliarilato, in relazione al tipo di sorgente luminosa utilizzata.

Naturalmente, fermo restando al 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 (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di illuminazione (1) atto a generare un fascio di luce che produce un pattern rettangolare definito ed uniforme altamente divergente in una direzione, con valori angolari fra 40 e 80 gradi e di divergenza limitata nella direzione ortogonale Y, con valori angolari fra 4 e 10 gradi, caratterizzato dal fatto che comprende: una sorgente luminosa (3), un elemento riflettore (2) per riflettere i raggi luminosi emessi dalla sorgente luminosa (3) in direzione della zona da illuminare, e uno schermo (4) posto di fronte al riflettore (2) presentante una distribuzione di microlenti cilindriche (5).
2. 2. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la suddetta distribuzione di microlenti cilindriche è sostituita con una distribuzione di microprismature (6) che sono almeno in parte del tipo a riflessione interna totale, al fine di migliorare l’efficienza di trasferiménto e di aumentare la divergenza del fascio luminoso fino ad angolazioni superiori a 120°.
3. 3. Dispositivo di illuminazione, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le microlenti cilindriche sono distribuite con un passo compreso fra 0,1 e 0,5 millimetri.
4. 4. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il passo delle microlenti cilindriche (5) è pari sostanzialmente a 0,2 millimetri.
5. 5. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la distribuzione di microprismi presenta un passo uniforme.
6. 6. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la distribuzione di microprismi (6) presenta un passo variabile.
7. 7. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento riflettore (2) presenta una superficie complessa sagomata in modo tale da produrre il pattern desiderato, lo schermo (4) essendo privo di microlenti o microprismature. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.