ITUA20164515A1 - COMPACT LIGHTING DEVICE FOR VEHICLES - Google Patents

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ITUA20164515A1
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IT
Italy
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lighting device
refractive lens
lens
optical axis
light source
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Application number
ITUA2016A004515A
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Inventor
Ortega Pablo Rodríguez
Original Assignee
Automotive Lighting Italia Spa
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Description

“DISPOSITIVO COMPATTO DI ILLUMINAZIONE PER VEICOLI” "COMPACT LIGHTING DEVICE FOR VEHICLES"

Campo tecnico dell’invenzione Technical field of the invention

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di illuminazione per veicoli particolarmente compatto ed efficiente e realizzabile in forma di uno o più moduli combinabili tra loro. The present invention relates to a particularly compact and efficient lighting device for vehicles which can be manufactured in the form of one or more modules that can be combined with each other.

Tecnica Nota Technique Note

I dispositivi di illuminazione per veicoli attualmente più richiesti sia per la loro economicità che per la loro efficienza sono i dispositivi a luce LED. Tuttavia, tali dispositivi risultano relativamente ingombranti e poco flessibili per cui è richiesto di creare dispositivi ad hoc per ciascuna funzione di illuminazione desiderata; inoltre, i dispositivi noti sono di costruzione complessa richiedendo elementi riflettenti spesso ingombranti ed altri simili componenti. The vehicle lighting devices currently most in demand for both their cost-effectiveness and their efficiency are LED light devices. However, these devices are relatively bulky and not very flexible so it is required to create ad hoc devices for each desired lighting function; moreover, the known devices are of complex construction requiring often bulky reflective elements and other similar components.

Sintesi dell’invenzione Summary of the invention

Lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di illuminazione per veicoli che sia poco ingombrante e di costruzione semplice ed economica. È anche uno scopo dell’invenzione quello di fornire un dispositivo di illuminazione modulare, che sia facilmente riconfigurabile per soddisfare funzioni di illuminazione diverse. The object of the present invention is to provide a lighting device for vehicles which is not bulky and of simple and economical construction. It is also an aim of the invention to provide a modular lighting device, which is easily reconfigurable to meet different lighting functions.

Pertanto, secondo l’invenzione viene fornito un dispositivo di illuminazione per veicoli avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate. Therefore, according to the invention, a vehicle lighting device is provided having the characteristics set out in the attached claims.

Breve Descrizione dei Disegni Brief Description of the Drawings

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue di due sue forme di realizzazione non limitative, effettuata facendo riferimento alla figure nei disegni annessi, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the following description of two non-limiting embodiments thereof, made with reference to the figures in the attached drawings, in which:

- la figura 1 illustra una vista prospettica esplosa di un dispositivo di illuminazione realizzato secondo l’invenzione, costituente un singolo modulo accoppiabile con altri moduli simili od identici; - Figure 1 illustrates an exploded perspective view of a lighting device made according to the invention, constituting a single module that can be coupled with other similar or identical modules;

- la figura 2 illustra una vista prospettica assemblata e sezionata longitudinalmente del dispositivo o modulo di illuminazione di figura 1; Figure 2 illustrates an assembled and longitudinally sectioned perspective view of the lighting device or module of Figure 1;

- la figura 3 illustra in modo schematico il principio di funzionamento del dispositivo di illuminazione o modulo di figura 1 e 2; figure 3 schematically illustrates the operating principle of the lighting device or module of figures 1 and 2;

- la figura 4 illustra una vista prospettica di tre quarti anteriore di un dispositivo di illuminazione modulare comprendente tre dispositivi o moduli come quello di figure 1 e 2; Figure 4 illustrates a front three-quarter perspective view of a modular lighting device comprising three devices or modules such as that of Figures 1 and 2;

- la figura 5 illustra una vista esplosa e di tre quarti posteriore del dispositivo di illuminazione modulare di figura 4; e Figure 5 illustrates an exploded and rear three-quarter view of the modular lighting device of Figure 4; And

- la figura 6 illustra in scala ingrandita una vista prospettica di tre quarti posteriore del dispositivo di illuminazione o modulo delle figure 1 e 2. Figure 6 illustrates on an enlarged scale a rear three-quarter perspective view of the lighting device or module of Figures 1 and 2.

Descrizione dettagliata Detailed description

Facendo riferimento alle figure da 1 a 3 e 6, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di illuminazione per veicoli comprendente almeno una sorgente luminosa 2 a LED ed un sistema ottico 3 per raccogliere e distribuire secondo un profilo fotometrico desiderato, noto e non illustrato per semplicità, un fascio luminoso 4 prodotto dalla sorgente luminosa a LED 2. With reference to Figures 1 to 3 and 6, 1 indicates as a whole a lighting device for vehicles comprising at least one LED light source 2 and an optical system 3 for collecting and distributing according to a desired photometric profile, both known and unknown. illustrated for simplicity, a light beam 4 produced by the LED light source 2.

Secondo il principale aspetto dell’invenzione, il sistema ottico 3 è particolarmente compatto ed innovativo e comprende una lente refrattiva 5 disposta davanti alla sorgente luminosa 2 a LED ed in una posizione distale dalla sorgente luminosa 2 a LED; ed un elemento collimatore 6 disposto in una posizione vicinale alla, e sostanzialmente in corrispondenza della, sorgente luminosa 2 a LED. L’elemento collimatore è, come si vedrà, disegnato per raccogliere l’intero fascio luminoso 4 (figura 3) emesso dalla sorgente luminosa 2 per poi concentrare il fascio luminoso 4 in un punto focale F disposto tra l’elemento collimatore 6 e la lente refrattiva 5, il quale punto focale F giace su un asse ottico X collegante la mezzeria dell’elemento collimatore 6 (cioè il centro geometrico del collimatore 6) con la mezzeria della lente refrattiva 5 (cioè con il centro geometrico del collimatore 5). According to the main aspect of the invention, the optical system 3 is particularly compact and innovative and comprises a refractive lens 5 arranged in front of the LED light source 2 and in a distal position from the LED light source 2; and a collimator element 6 disposed in a position proximal to, and substantially in correspondence with, the LED light source 2. The collimator element is, as will be seen, designed to collect the entire light beam 4 (figure 3) emitted by the light source 2 and then concentrate the light beam 4 in a focal point F placed between the collimator element 6 and the lens refractive 5, which focal point F lies on an optical axis X connecting the center line of the collimator element 6 (i.e. the geometric center of the collimator 6) with the center line of the refractive lens 5 (i.e. with the geometric center of the collimator 5).

Il dispositivo di illuminazione 1 comprende inoltre, preferibilmente, un risalto 7 un cui bordo superiore 8 è disposto immediatamente sotto l’asse ottico X collegante la mezzeria dell’elemento collimatore 6 con la mezzeria della lente refrattiva 5 ed è disposto inoltre in corrispondenza del punto focale F, in particolare nella medesima posizione assiale del punto focale F ed immediatamente sotto lo stesso. Il bordo 8 dista dal punto focale F solamente di un gap molto piccolo, ad esempio di due ordini di grandezza più piccolo della distanza misurata lungo l’asse X tra lente 5 ed elemento collimatore 6, ed è disegnato per definire, quando necessario, una linea di demarcazione chiaro scuro o “cut-off”, nota e non illustrata per semplicità, del profilo fotometrico desiderato. The lighting device 1 also preferably comprises a projection 7 whose upper edge 8 is arranged immediately below the optical axis X connecting the center line of the collimator element 6 with the center line of the refractive lens 5 and is also arranged at the point focal point F, in particular in the same axial position as the focal point F and immediately below it. The edge 8 is only a very small gap from the focal point F, for example two orders of magnitude smaller than the distance measured along the X axis between lens 5 and collimator element 6, and is designed to define, when necessary, a light-dark dividing line or “cut-off”, known and not illustrated for simplicity, of the desired photometric profile.

L’elemento collimatore 6 è definito da un blocco pieno di materiale pervio alla luce, ad esempio da un blocco di materiale polimerico trasparente, ed è delimitato lateralmente, cioè tutto intorno all’asse X, da una sua parete laterale 9, ad esempio di forma parabolica, delimitante verso la sorgente luminosa 2 una superficie 10 a riflessione interna totale. The collimator element 6 is defined by a block full of material pervious to the light, for example by a block of transparent polymeric material, and is delimited laterally, i.e. all around the X axis, by one of its side walls 9, for example of parabolic shape, delimiting towards the light source 2 a surface 10 with total internal reflection.

Il blocco pieno di materiale pervio alla luce definente l’elemento collimatore 6 è inoltre delimitato frontalmente, ad una sua prima estremità 11 rivolta verso la sorgente luminosa 2 a LED, da una prima lente 12 (figura 3) disposta sull’asse ottico X e che si affaccia verso una cavità interna 13 del blocco di materiale pervio alla luce, la quale cavità 13 è ricavata nella estremità 11 e circonda la sorgente luminosa 2 a LED; in particolare, la lente 12 definisce una parete di fondo della cavità interna 13, che presenta per il resto, ad esempio, forma sostanzialmente cilindrica. The block filled with material pervious to light defining the collimator element 6 is further delimited frontally, at a first end 11 facing the LED light source 2, by a first lens 12 (Figure 3) arranged on the optical axis X and which faces an internal cavity 13 of the block of material pervious to the light, which cavity 13 is obtained in the end 11 and surrounds the LED light source 2; in particular, the lens 12 defines a bottom wall of the internal cavity 13, which otherwise has, for example, a substantially cylindrical shape.

Il blocco pieno di materiale pervio alla luce definente l’elemento collimatore 6 è inoltre delimitato frontalmente, ad una sua seconda estremità 14 opposta alla prima estremità 11, da una seconda lente 15 disposta sull’asse ottico X, coassiale con la prima lente 12 e rivolta verso, ed affacciata alla, lente refrattiva 5. The block filled with material pervious to light defining the collimator element 6 is further delimited at the front, at a second end 14 opposite the first end 11, by a second lens 15 arranged on the optical axis X, coaxial with the first lens 12 and facing and facing the refractive lens 5.

La prima lente 12 è convessa verso la sorgente luminosa 2 e si estende/si proietta all’interno della cavità 13, mentre la seconda lente 14 può essere o concava o convessa verso la lente refrattiva 5. In questo modo la luce emessa dalla sorgente luminosa 2 viene fino a un certo angolo raccolta dalla lente 12, facendo diffrazione. Per angoli superiori, la luce viene trasmessa attraverso la superficie 13, arrivando sulla superficie 10. La luce raccolta con la lente 12 e quella ottenuta da una riflessione totale dovuta alla superficie 10, viene indirizzata sulla lente 14 e focalizzata dalla lente 14 nel punto focale F; dal punto focale F il fascio luminoso 4 di allarga e viene raccolto dalla lente refrattiva 5. The first lens 12 is convex towards the light source 2 and extends / projects inside the cavity 13, while the second lens 14 can be either concave or convex towards the refractive lens 5. In this way the light emitted by the light source 2 comes up to a certain angle collected by the lens 12, making diffraction. For higher angles, the light is transmitted through the surface 13, arriving on the surface 10. The light collected with the lens 12 and that obtained from a total reflection due to the surface 10, is directed onto the lens 14 and focused by the lens 14 at the focal point F; from the focal point F the light beam 4 widens and is collected by the refractive lens 5.

La lente refrattiva 5 è delimitata da una prima superficie frontale 16, attraversata dall’asse ottico X e rivolta da banda opposta alla sorgente luminosa 2 a LED, la quale prima superficie frontale 16 definisce un profilo estetico della lente refrattiva 5, e da una seconda superficie frontale 17 attraversata dall’asse ottico X e rivolta verso la sorgente luminosa a LED. The refractive lens 5 is delimited by a first front surface 16, crossed by the optical axis X and facing a band opposite the LED light source 2, which first front surface 16 defines an aesthetic profile of the refractive lens 5, and by a second front surface 17 crossed by the optical axis X and facing the LED light source.

La seconda superficie frontale 17 definisce un paraboloide continuo calcolato in funzione del profilo della prima superficie frontale 16 e del profilo fotometrico desiderato. The second front surface 17 defines a continuous paraboloid calculated as a function of the profile of the first front surface 16 and the desired photometric profile.

Secondo la forma di realizzazione preferita ma non limitativa illustrata, il dispositivo di illuminazione 1 descritto comprende strutturalmente una piastra a circuito stampato 18 che porta almeno un LED 19 e che costituisce la sorgente luminosa 2; il LED 19 è portato solidale da una prima faccia 20 della piastra a circuito stampato 18 rivolta verso la cavità 13; una seconda faccia 21 della piastra a circuito stampato 18, opposta alla faccia 20, porta invece solidale ed a sbalzo un dispersore di calore 22 ed un blocco di rispettivi contatti elettrici 23, ad esempio a pin, disposti affiancati. According to the preferred but non-limiting embodiment illustrated, the described lighting device 1 structurally comprises a printed circuit board 18 which carries at least one LED 19 and which constitutes the light source 2; the LED 19 is carried integral by a first face 20 of the printed circuit board 18 facing the cavity 13; a second face 21 of the printed circuit plate 18, opposite to the face 20, instead carries a heat sink 22 and a block of respective electrical contacts 23, for example with pins, arranged side by side, integral and cantilevered.

L’elemento collimatore 6 già descritto è provvisto di almeno due opposte flange laterali 24 (figura 1) mediante le quali esso è fissato solidale alla prima faccia 20 della piastra a circuito stampato 18, di fronte all’almeno un LED 19; in questo modo elemento collimatore 6 e sorgente luminosa 2 costituiscono una unità autoportante indipendente. The collimator element 6 already described is provided with at least two opposite side flanges 24 (Figure 1) by means of which it is fixed integral with the first face 20 of the printed circuit board 18, in front of the at least one LED 19; in this way collimator element 6 and light source 2 constitute an independent self-supporting unit.

La lente refrattiva 5, la quale è ovviamente realizzata in un materiale pervio alla luce, preferibilmente in un materiale plastico sintetico, è provvista posteriormente, verso l’elemento collimatore 6, di almeno una coppia di bracci 25 che si protendono parallelamente all’asse ottico X e verso la piastra a circuito stampato 18, definendo con la lente refrattiva 5 un elemento a forcella. The refractive lens 5, which is obviously made of a material pervious to light, preferably of a synthetic plastic material, is provided at the rear, towards the collimator element 6, with at least one pair of arms 25 which extend parallel to the optical axis. X and towards the printed circuit board 18, defining a fork element with the refractive lens 5.

Il dispositivo di illuminazione 1 è strutturalmente completato da un corpo di supporto 26 formato da un primo ed un secondo semiguscio, indicati rispettivamente con 27 e con 28 aventi rispettive concavità 29 affacciate ed accoppiati tra loro a sovrapposizione dalla parte delle concavità 29. The lighting device 1 is structurally completed by a support body 26 formed by a first and a second half-shell, indicated respectively with 27 and 28 having respective concavities 29 facing and coupled together by overlapping on the side of the concavities 29.

I semigusci 27 e 28, accoppiandosi, ad esempio a scatto e/o mediante viti o altri elementi di collegamento rimovibili, serrano a pacco la piastra a circuito stampato 18 con l’elemento collimatore 6 in corrispondenza di una loro prima estremità 30, posteriore, sagomata a tazza, ed i bracci 25 della lente refrattiva 5 in corrispondenza di una loro seconda estremità 31, anteriore, di forma discoidale e, a causa della presenza della concavità 29, sagomata sostanzialmente a padella. The half-shells 27 and 28, coupling together, for example by snap action and / or by means of screws or other removable connecting elements, tighten the printed circuit board 18 with the collimator element 6 in correspondence with their first rear end 30, cup-shaped, and the arms 25 of the refractive lens 5 at their second front end 31, having a discoidal shape and, due to the presence of the concavity 29, substantially pan-shaped.

In particolare, la piastra a circuito stampato 18 con l’elemento collimatore 6 ed i bracci 25 vengono predisposti entro le concavità 29 delle rispettive estremità 30 e 31 e poi i semigusci 27 e 28 vengono accoppiati a sovrapposizione, bloccando in modo preciso piastra a circuito stampato 18, elemento collimatore 6 e bracci 25 con la lente 5 nelle rispettive posizioni relative richieste; la lente refrattiva 5 risulta inoltre, a semigusci 27,28 accoppiati, supportata a sbalzo dalle estremità anteriori 31, immediatamente davanti alle stesse ed assialmente separata dalle estremità 31. In particular, the printed circuit board 18 with the collimator element 6 and the arms 25 are arranged within the concavities 29 of the respective ends 30 and 31 and then the half-shells 27 and 28 are coupled by overlapping, precisely locking the circuit board mold 18, collimator element 6 and arms 25 with the lens 5 in the respective relative positions required; the refractive lens 5 is furthermore, with coupled half-shells 27, 28, supported cantilevered by the front ends 31, immediately in front of them and axially separated from the ends 31.

Inoltre, le due estremità anteriori 31 sagomate a padella dei semigusci 27,28 definiscono tra loro, con le proprie concavità 29 accoppiate, un canale 32 (figura 2) di propagazione protetta per il fascio luminoso 4 tra l’elemento collimatore 6 e la lente refrattiva 5, contenente il punto focale F e coassiale con l’asse ottico X. Il canale 32 è inoltre aperto verso la lente refrattiva 5, che è discosta dal suo sbocco in corrispondenza del bordo anteriore delle estremità 31. Furthermore, the two pan-shaped front ends 31 of the half-shells 27,28 define each other, with their coupled concavities 29, a protected propagation channel 32 (Figure 2) for the light beam 4 between the collimator element 6 and the lens refractive 5, containing the focal point F and coaxial with the optical axis X. The channel 32 is also open towards the refractive lens 5, which is away from its outlet at the front edge of the ends 31.

Il primo semiguscio 27, inferiore, è provvisto quando necessario al suo interno, nella concavità 29, e sulla estremità anteriore 31 sagomata a padella, del risalto trasversale 7, che è ricavato disposto tra i bracci 25 della lente refrattiva 5, immediatamente sotto l’asse ottico X ed in corrispondenza del punto focale F, per definire con il suo bordo superiore 8 una linea di demarcazione chiaro scuro del profilo fotometrico desiderato. The first lower half-shell 27 is provided, when necessary, internally, in the concavity 29, and on the pan-shaped front end 31, with the transverse projection 7, which is obtained arranged between the arms 25 of the refractive lens 5, immediately below the optical axis X and in correspondence with the focal point F, to define with its upper edge 8 a light-dark demarcation line of the desired photometric profile.

In questo modo, il dispositivo di illuminazione 1 descritto costituisce, una volta assemblati i semigusci 27,28, un modulo autoportante indipendente, provvisto dei contatti 23 e di tutti i componenti operativi necessari. In this way, the lighting device 1 described constitutes, once the half-shells 27,28 have been assembled, an independent self-supporting module, provided with contacts 23 and with all the necessary operating components.

Siccome per conseguire il profilo fotometrico desiderato, in particolare per svolgere funzioni ottiche come ad esempio fascio anabbagliante, un solo LED 19 può non essere sufficiente, o nel caso si vogliano ottenere più funzioni ottiche insieme, ad esempio luce DRL, luce di posizione, eccetera, l’invenzione è anche relativa ad un dispositivo modulare di illuminazione 37 per veicoli, illustrato in figure 4 e 5, comprendente una pluralità, nell’esempio illustrato tre, di moduli indipendenti ed autoportanti costituiti, ciascuno, da un dispositivo di illuminazione 1 prima descritto, tra loro identici, oppure provvisti di uno o più dei LED 18, lente 5, ed elemento collimatore 5 tra loro differenti e provvisti o meno del risalto 7. I moduli 1 sono disposti tra loro con gli assi ottici X paralleli e sono raggruppati in una unica unità funzionale mediante un primo elemento a telaio 33 ed un secondo elemento a telaio 34, accoppiati meccanicamente tra loro in una direzione parallela all’asse ottico X di ciascun dispositivo o modulo 1 a formare un supporto scatolare 35 dal quale i moduli 1 sporgono assialmente a sbalzo. Since to achieve the desired photometric profile, in particular to perform optical functions such as dipped beam, a single LED 19 may not be sufficient, or if several optical functions are to be obtained together, for example DRL light, position light, etc. , the invention also relates to a modular lighting device 37 for vehicles, illustrated in Figures 4 and 5, comprising a plurality, in the illustrated example three, of independent and self-supporting modules each consisting of a lighting device 1 first described, identical to each other, or provided with one or more of the LEDs 18, lens 5, and collimator element 5 different from each other and provided or not with the projection 7. The modules 1 are arranged together with the optical axes X parallel and are grouped in a single functional unit by means of a first frame element 33 and a second frame element 34, mechanically coupled to each other in a direction parallel to the oct axis ico X of each device or module 1 to form a box-like support 35 from which the modules 1 project axially in cantilever fashion.

In particolare, gli elementi a telaio 33 e 34 serrano a pacco, nella direzione dell’asse ottico X, rispettive estremità posteriori di ciascun modulo 1 definite dalle estremità 30 dei semigusci 27,28 lasciando sporgere frontalmente a sbalzo dal primo elemento a telaio 33, anteriore, rispettive estremità anteriori dei moduli 1 definite dalle estremità 31 dei semigusci 27,28 e provviste a loro volta a sbalzo, ciascuna, di una lente refrattiva 5. In particular, the frame elements 33 and 34 tighten in a pack, in the direction of the optical axis X, respective rear ends of each module 1 defined by the ends 30 of the half-shells 27,28, leaving the first frame element 33 projecting frontally, front, respective front ends of the modules 1 defined by the ends 31 of the half-shells 27, 28 and each provided with a cantilevered refractive lens 5.

Il secondo elemento a telaio 34, posteriore, è provvisto da banda opposta al primo elemento a telaio 33 di una pluralità di risalti tubolari 36 entro ciascuno dei quali si accoppia ad inserimento un blocco di contatti 23 affiancati che sporgono posteriormente a sbalzo dalla piastra a circuito stampato 18 di ciascun modulo 1; il blocco di contatti 33 inserito entro un rispettivo risalto tubolare 36 forma un connettore elettrico standard per collegare i dispositivi di illuminazione o moduli 1, ovvero il dispositivo di illuminazione modulare 37 al circuito di comando di un veicolo. The second frame element 34, rear, is provided, on the opposite side to the first frame element 33, with a plurality of tubular projections 36 within each of which a block of side-by-side contacts 23 are inserted for insertion, projecting rearwardly from the circuit plate. printed 18 of each module 1; the contact block 33 inserted within a respective tubular projection 36 forms a standard electrical connector for connecting the lighting devices or modules 1, or the modular lighting device 37 to the control circuit of a vehicle.

In figura 4 è inoltre illustrato schematicamente un proiettore o fanale 38 di veicolo comprendente almeno un dispositivo di illuminazione o modulo 1 o un dispositivo modulare di illuminazione 37 formato da più moduli 1, alloggiati all’interno di un involucro 39 conformato a tazza e disegnato per essere montato su un veicolo ed un coperchio 40 trasparente che chiude anteriormente l’involucro 39 conformato a tazza ed attraverso il quale coperchio 40 il dispositivo di illuminazione 1 o 33 è visibile dall’esterno. Figure 4 also schematically illustrates a vehicle headlight or headlight 38 comprising at least one lighting device or module 1 or a modular lighting device 37 formed by several modules 1, housed inside a cup-shaped casing 39 and designed to be mounted on a vehicle and a transparent lid 40 which closes the cup-shaped casing 39 at the front and through which lid 40 the lighting device 1 or 33 is visible from the outside.

Grazie a quanto descritto è possibile ottenere un dispositivo di illuminazione poco ingombrante e che utilizza tutta la luce generata dalla sorgente luminosa, anche nel caso di profili fotometrici che prevedano un cutoff, permettendo pertanto di migliorare le prestazioni ottiche a parità di consumi energetici; infatti il risalto 7 con il suo bordo 8 serve solo a definire la forma della linea di demarcazione chiaro-scuro ma non intercetta il fascio luminoso 4, che è pertanto utilizzato interamente. Inoltre, accoppiando più moduli 1 in un unico dispositivo modulare 37 si possono ottenere in modo semplice numerose configurazioni ottiche mantenendo al contempo una elevata standardizzazione di forme e di parti strutturali, con conseguenti notevoli risparmi economici e semplificazione produttiva. Thanks to what has been described, it is possible to obtain a lighting device which is not bulky and which uses all the light generated by the light source, even in the case of photometric profiles which include a cutoff, thus allowing to improve the optical performance with the same energy consumption; in fact the projection 7 with its edge 8 serves only to define the shape of the light-dark demarcation line but does not intercept the light beam 4, which is therefore used entirely. Furthermore, by coupling several modules 1 into a single modular device 37, numerous optical configurations can be obtained in a simple way while maintaining a high standardization of shapes and structural parts, with consequent considerable cost savings and production simplification.

Pertanto, tutti gli scopi dell’invenzione vengono raggiunti. Therefore, all the purposes of the invention are achieved.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di illuminazione (1;33) per veicoli, comprendente almeno una sorgente luminosa a LED (2) ed un sistema ottico (3) per raccogliere e distribuire secondo un profilo fotometrico desiderato un fascio luminoso (4) prodotto dalla detta sorgente luminosa a LED; caratterizzato dal fatto che il sistema ottico comprende: - una lente refrattiva (5) disposta davanti alla sorgente luminosa a LED ed in una posizione distale dalla sorgente luminosa (2) a LED; - un elemento collimatore (6) disposto in una posizione vicinale alla, e sostanzialmente in corrispondenza della, sorgente luminosa (2) a LED e disegnato per concentrare il fascio luminoso (4) in un punto focale (F) disposto tra l’elemento collimatore e la lente refrattiva e giacente su un asse ottico (X) collegante la mezzeria dell’elemento collimatore (6) con la mezzeria della lente refrattiva (5). CLAIMS 1. Lighting device (1; 33) for vehicles, comprising at least one LED light source (2) and an optical system (3) for collecting and distributing a light beam (4) produced by said light source according to a desired photometric profile LED; characterized by the fact that the optical system includes: - a refractive lens (5) arranged in front of the LED light source and in a distal position from the LED light source (2); - a collimator element (6) disposed in a position proximal to, and substantially in correspondence with, the LED light source (2) and designed to concentrate the light beam (4) in a focal point (F) disposed between the collimator element and the refractive lens lies on an optical axis (X) connecting the center line of the collimator element (6) with the center line of the refractive lens (5). 2. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un risalto (7) un cui bordo superiore (8) è disposto immediatamente sotto l’asse ottico (X) collegante la mezzeria dell’elemento collimatore con la mezzeria della lente refrattiva ed in corrispondenza del punto focale (F) ed è disegnato per definire una linea di demarcazione chiaro scuro del profilo fotometrico desiderato. 2. Lighting device according to claim 1, characterized in that it further comprises a projection (7) whose upper edge (8) is arranged immediately below the optical axis (X) connecting the center line of the collimator element with the center line of the refractive lens and in correspondence with the focal point (F) and is designed to define a light-dark demarcation line of the desired photometric profile. 3. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l’elemento collimatore (6) è definito da un blocco di materiale pervio alla luce delimitato lateralmente da una superficie a riflessione interna totale (10) e frontalmente, ad una prima estremità (11) rivolta verso la sorgente luminosa a LED, da una prima lente (12) disposta sull’asse ottico e che si affaccia verso una cavità (13) interna del blocco di materiale pervio alla luce, la quale cavità circonda la sorgente luminosa a LED; e, ad una seconda estremità (14) opposta alla prima, da una seconda lente (15) disposta sull’asse ottico, coassiale con la prima lente (12), la seconda lente (15) essendo rivolta verso ed affacciata alla lente refrattiva (5). 3. Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the collimator element (6) is defined by a block of material pervious to the light laterally delimited by a surface with total internal reflection (10) and frontally, to a first end (11) facing the LED light source, from a first lens (12) arranged on the optical axis and facing an internal cavity (13) of the block of material pervious to the light, which cavity surrounds the source bright LED; and, at a second end (14) opposite the first, by a second lens (15) arranged on the optical axis, coaxial with the first lens (12), the second lens (15) facing and facing the refractive lens ( 5). 4. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la prima lente (12) è convessa verso la sorgente luminosa e si estende all’interno della detta cavità (13) del blocco di materiale pervio alla luce, mentre la seconda lente (15) è o concava o convessa verso la lente refrattiva (5). 4. Lighting device according to claim 3, characterized in that the first lens (12) is convex towards the light source and extends inside said cavity (13) of the block of material pervious to light, while the second lens (15) is either concave or convex towards the refractive lens (5). 5. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la lente refrattiva (5) è delimitata da una prima superficie frontale (16), attraversata dall’asse ottico e rivolta da banda opposta alla sorgente luminosa a LED, la quale prima superficie frontale definisce un profilo estetico della lente refrattiva, e da una seconda superficie frontale (17) attraversata dall’asse ottico e rivolta verso la sorgente luminosa a LED, la seconda superficie frontale (17) definendo un paraboloide continuo calcolato in funzione del profilo della prima superficie frontale (16) e del profilo fotometrico desiderato. 5. Lighting device according to claim 4, characterized in that the refractive lens (5) is delimited by a first front surface (16), crossed by the optical axis and facing the opposite band to the LED light source, which first front surface defines an aesthetic profile of the refractive lens, and from a second front surface (17) crossed by the optical axis and facing the LED light source, the second front surface (17) defining a continuous paraboloid calculated according to the profile of the first front surface (16) and of the desired photometric profile. 6. Dispositivo di illuminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende: una piastra a circuito stampato (18) che porta almeno un LED (19) su una sua prima faccia (20) ed un dispersore di calore (22) e rispettivi contatti elettrici (23) su una sua seconda faccia (21), opposta alla prima; il detto elemento collimatore (6), il quale è provvisto da almeno due opposte flange (24) laterali mediante le quali è fissato solidale alla prima faccia (20) della piastra a circuito stampato, di fronte all’almeno un LED; la detta lente refrattiva (5), la quale è realizzata in un materiale pervio alla luce, preferibilmente un materiale plastico sintetico, ed è provvista posteriormente, verso l’elemento collimatore, di almeno una coppia di bracci (25) che si protendono parallelamente all’asse ottico e verso la piastra a circuito stampato (18); ed un corpo di supporto (26) formato da una coppia di semigusci (27,28) aventi rispettive concavità (29) affacciate ed accoppiati tra loro a sovrapposizione in modo di serrare a pacco la piastra a circuito stampato (18) con l’elemento collimatore (6) in corrispondenza di una prima estremità (30), posteriore, sagomata a tazza dei semigusci, ed i bracci (25) della lente refrattiva in corrispondenza di una seconda estremità (31), anteriore, sagomata a padella dei semigusci e che supporta a sbalzo, immediatamente davanti a sé, la lente refrattiva (5); le due estremità anteriori (31) dei semigusci sagomate a padella definendo tra loro, con le proprie concavità (29) accoppiate, un canale (32) di propagazione protetta per il fascio luminoso (4) tra l’elemento collimatore e la lente refrattiva, contenente il punto focale (F), coassiale con l’asse ottico (X) ed aperto verso la lente refrattiva. 6. Lighting device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises: a printed circuit board (18) carrying at least one LED (19) on its first face (20) and a heat sink (22) and respective electrical contacts (23) on a second face (21) thereof, opposite to the first; the said collimator element (6), which is provided with at least two opposite side flanges (24) by means of which it is fixed integral with the first face (20) of the printed circuit board, facing the at least one LED; said refractive lens (5), which is made of a material pervious to light, preferably a synthetic plastic material, and is provided at the rear, towards the collimator element, with at least one pair of arms (25) which extend parallel to the optical axis and towards the printed circuit board (18); and a support body (26) formed by a pair of half-shells (27,28) having respective concavities (29) facing each other and coupled together in overlap so as to tighten the printed circuit board (18) with the element collimator (6) in correspondence of a first end (30), rear, cup-shaped of the half-shells, and the arms (25) of the refractive lens in correspondence of a second end (31), front, pan-shaped of the half-shells and which cantilevered, immediately in front of it, the refractive lens (5); the two front ends (31) of the pan-shaped half-shells defining between them, with their coupled concavities (29), a propagation channel (32) protected for the light beam (4) between the collimator element and the refractive lens, containing the focal point (F), coaxial with the optical axis (X) and open towards the refractive lens. 7. Dispositivo di illuminazione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che un primo semiguscio (27), inferiore, è provvisto al suo interno, sulla estremità anteriore (31) sagomata a padella, di un risalto trasversale (7) disposto tra i bracci (25) della lente refrattiva, immediatamente sotto l’asse ottico (X) ed in corrispondenza del punto focale (F), per definire una linea di demarcazione chiaro scuro del profilo fotometrico desiderato. 7. Lighting device according to claim 6, characterized in that a first lower half-shell (27) is provided internally, on the pan-shaped front end (31), with a transverse projection (7) arranged between the arms (25) of the refractive lens, immediately under the optical axis (X) and in correspondence with the focal point (F), to define a light-dark demarcation line of the desired photometric profile. 8. Dispositivo modulare di illuminazione (37) per veicoli comprendente una pluralità di moduli indipendenti (1) ed autoportanti costituiti, ciascuno, da un dispositivo di illuminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, i moduli (1) essendo disposti tra loro con gli assi ottici paralleli, caratterizzato dal fatto che comprende un primo (33) ed un secondo (34) elemento a telaio accoppiati meccanicamente tra loro in una direzione parallela all’asse ottico a formare un supporto scatolare (35) e che serrano a pacco, nella direzione dell’asse ottico, rispettive estremità posteriori (30) di ciascun modulo (1) lasciando sporgere frontalmente a sbalzo dal primo elemento a telaio (33), anteriore, rispettive estremità anteriori (30) dei moduli provviste a loro volta a sbalzo, ciascuna, di una detta lente refrattiva (5). 8. Modular lighting device (37) for vehicles comprising a plurality of independent (1) and self-supporting modules, each consisting of a lighting device according to any one of the preceding claims, the modules (1) being arranged together with the axes parallel optics, characterized in that it comprises a first (33) and a second (34) frame element mechanically coupled to each other in a direction parallel to the optical axis to form a box-like support (35) and which clamp together in the direction of the optical axis, respective rear ends (30) of each module (1) leaving protruding frontally from the first front frame element (33), respective front ends (30) of the modules provided in turn with cantilever, each, of a said refractive lens (5). 9. Dispositivo modulare di illuminazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il secondo elemento a telaio (34), posteriore, è provvisto da banda opposta al primo elemento a telaio (33) di una pluralità di risalti tubolari (36) entro ciascuno dei quali si accoppia ad inserimento un blocco di contatti (23) affiancati che sporgono posteriormente a sbalzo da una piastra a circuito stampato (18) di un rispettivo modulo (1) che porta dalla parte opposta la almeno una sorgente luminosa (2) a LED, il blocco di contatti (23) inserito entro il risalto tubolare (36) formando un connettore elettrico. 9. Modular lighting device according to claim 8, characterized in that the second rear frame element (34) is provided with a band opposite the first frame element (33) with a plurality of tubular projections (36) within each of which a block of contacts (23) side by side is coupled to insert, projecting rearwardly from a printed circuit board (18) of a respective module (1) which carries the at least one LED light source (2) on the opposite side , the contact block (23) inserted within the tubular projection (36) forming an electrical connector. 10. Proiettore o fanale di veicolo (38) caratterizzato dal fatto che comprende almeno un dispositivo di illuminazione (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 o un dispositivo modulare (37) di illuminazione secondo le rivendicazioni 8 o 9, alloggiati all’interno di un involucro (39) conformato a tazza e disegnato per essere montato su un veicolo ed un coperchio trasparente (40) che chiude anteriormente l’involucro conformato a tazza ed attraverso il quale detto dispositivo di illuminazione è visibile dall’esterno. Vehicle headlamp or light (38) characterized in that it comprises at least one lighting device (1) according to one of claims 1 to 7 or a modular lighting device (37) according to claims 8 or 9, housed in the interior of a cup-shaped casing (39) designed to be mounted on a vehicle and a transparent cover (40) which closes the cup-shaped casing at the front and through which said lighting device is visible from the outside. 11. Veicolo comprendente un proiettore o fanale secondo la rivendicazione 10.A vehicle comprising a headlamp or light according to claim 10.
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