BRPI0710955A2 - dispositivo para direcionar o fluxo luminoso emitido por um ou mais leds - Google Patents

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Edda Invcerti
Mauro Cucchi
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Abstract

DISPOSITIVO PARA REDIRECIONAR O FLUXO LUMINOSO EMITIDO POR UM OU MAIS LEDs. A presente invenção refere-se a um dispositivo para redistribuição com eixo girado a 90<198> do fluxo luminoso emitido por um ou mais LEDs como componente óptico secundário para a construção de fontes, lâmpadas, corpos de iluminação e aparelhos de sinalização óptica no estado sólido. Em um das suas formas básicas, a invenção compreende um elemento óptico principal (1) e uma caixa de proteção óptica (20) acoplada por um pino (5) previsto no elemento (1) e uma cavidade (21) prevista na caixa (20).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO PARA REDIRECIONAR O FLUXO LUMINOSO EMITIDO POR UM OU MAIS LEDs"
A presente invenção refere-se a um dispositivo para redirecionar o fluxo luminoso emitido por um ou mais LEDs como um componente óptico secundário para a construção de fontes, lâmpadas, corpos de iluminação e aparelhos de sinalização óptica em estado sólido.
O objetivo da presente invenção é obter com custos de fabrica- ção mais baixos possíveis com respeito ao que é conhecido na técnica ante- rior e um dispositivo comercialmente disponível para redistribuir o fluxo lumi- noso emitido por uma ou mais LEDs, de tal maneira que o eixo óptico é gira- do por 90° e ao mesmo tempo os ângulos de emissão podem ser variados com relação ao dito eixo.
Na forma mais geral, todos os dispositivos correntes para redis- tribuir fluxo luminoso com rotação do eixo óptico de 90° para emissores LED proporcionam o uso de estruturas sólidas cônicas com o vértice invertido e orientado em direção à parte superior das lentes primárias integrais com os emissores LED.
Uma caracterização adicional dos dispositivos correntemente em uso é que sua conformação cônica é tipicamente suportada por uma estrutu- ra cilíndrica oca dentro da qual estão localizados os LEDs e que é fixada à borda externa do dito emissor ou à superfície/estrutura em que eles estão posicionados.
Variantes adicionais dos dispositivos correntemente em uso pre- param-se para o uso ou a modificação de lentes primárias de modo que no topo da conformação convexa padrão da superfície das ditas lentes uma depressão é obtida com conformação cônica com o vértice em direção à jun- ção para o emissor condutor do fluxo luminoso.
O objetivo principal da presente invenção é fornecer uma per- formance funcional superior com respeito à técnica anterior em relação à capacidade de também definir diferentemente os ângulos de emissão acima e abaixo do eixo óptico girado por 90° com respeito àquele dos emissores de LED e ao mesmo tempo de obter uma maior intensidade de emissão devido às funcionalidades mutuamente combinadas de reflexão e retração ópticas.
Uma vantagem adicional da invenção, uma vez que ela não tem conexão direta com os LEDs, é que ela pode ser inserida nos invólucros de proteção óptica tipicamente em uso em lâmpadas e, com isso permitir sua fácil substituição se requerida por razões de manutenção ou por causa das exigências requeridas na distribuição do fluxo luminoso em virtude da cone- xão por inserção cônica ou em padrão de inserção.
Esses objetivos e vantagens são todos alcançados pela inven- ção em questão, como é caracterizado pelas reivindicações em anexo.
As características e vantagens adicionais da presente invenção tornar-se-ão mais prontamente aparentes a partir da descrição detalhada a seguir das preferidas, mas não exclusivas modalidades da invenção, todas com base no mesmo princípio e ilustradas puramente a título de exemplo não limitante nas figuras em anexo, em que:
A figura 1 mostra, em corte, uma vista da invenção compreen- dendo o conjunto dos seus elementos entre os quais o invólucro de proteção óptica (onde, para melhor ilustração e clareza, as linhas tracejadas usuais são omitidas) acoplado a uma característica de fonte de estado sólido em uma vista lateral;
A figura 2 mostra uma variante da invenção mostrada da mesma maneira como na figura 1 e caracterizada por um elemento de refle- xão/difusão adicional e por um elemento espaçador adicional.
A figura 3 mostra uma variante adicional da invenção mostrada da mesma maneira como na figura 2 e caracterizada por um elemento adi- cional para conectar ao invólucro de proteção óptica;
A figura 4 mostra a invenção da figura 1 em que, com linhas tra- cejadas, são mostradas as modificações feitas ao distribuidor do fluxo lumi- noso principal, produzidas pelos emissores LED.
Com referência às figuras antes mencionadas, o número 1 indica o elemento óptico principal da invenção, 20 o invólucro de proteção óptica, 40 um refletor/difusor opcional, 50 um elemento espaçador opcional, 60 um elemento de conexão separada alternativo, 30 uma fonte típica em estado sólido comercial.
Com referência à figura 1, a conformação do elemento óptico principal 1, preferivelmente, mas não exclusivamente feito de policarbonato de grau óptico, para os propósitos de redistribuição do fluxo luminoso de a- cordo com o que é descrito acima e mostrado na figura 4 com o número de referência 100 é alcançado por:
- um perfil indicado pelo número 2 que inferiormente, por revolu- ção em torno do eixo de simetria, define uma superfície caracterizando uma cavidade cônica com o vértice posicionado em direção oposta com relação às lentes primárias dos LEDs, indicado pelo número 34 (a não ser o que é encontrado em produtos correntemente disponíveis no mercado e de acordo com a técnica anterior),
- um perfil indicado pelo número 4 que superiormente, por revo- lução em torno do eixo de simetria, define uma superfície caracterizando uma cavidade conformada em cúpula com o vértice posicionado na direção das lentes primárias dos LEDs indicadas com o número 34;
- um perfil indicado pelo número 3 que lateralmente, por revolu- ção em torno do eixo de simetria, define uma superfície caracterizando um sólido conformado em cone truncado com o vértice posicionado na direção das lentes primárias dos LEDs indicadas pelo número 34.
Com referência à figura 1, o número 5 indica um pino cilíndrico preferivelmente com conicidade leve obtida como um anexo do elemento 1.
Com referência à figura 1, o número 21 indica uma cavidade ci- líndrica, preferivelmente com conicidade leve localizada dentro da região espessada 23 do invólucro de proteção óptica 20 para alojar o pino 5 e al- cançar o acoplamento mecânico entre os elementos 20 e 1.
Em relação ao invólucro de proteção óptica 20 da figura 1, prefe- rivelmente, mas não exclusivamente feito de policarbonato de grau óptico, a região espessada no topo 23 tem uma superfície interna 22 que é convexa em direção à cavidade interna 24. A dita superfície convexa 22 é preferivel- mente feita de tal maneira como para obter uma reflexão difusa. Com referência à figura 1, o número 33 indica a borda para fixa- ção, em padrão de encaixe ou por parafuso ou com outros meios, a fonte em estado sólido comercial 30 com os elementos 20 e 1 previamente acoplados um ao outro por inserção na região oca 24.
Também com referência à figura 1, a fonte em estado sólido co- mercial 30 pode também ser do tipo deficiente do anel adaptador 32 e cons- tituído pela ligação elétrica única 31 compreendida dos circuitos elétri- co/eletrônico para controlar a corrente para os emissores LED 34. Essa pos- sibilidade, não mostrada nas figuras, implica que a borda da ligação elétrica serve à mesma função como a borda 33 do anel adaptador 32 para os pro- pósitos de fixação, em encaixe ou padrão de aparafusamento, ou por outros meios, aos elementos ópticos 20 e 1.
Com referência à figura 2, como uma variante da modalidade da invenção indicada na figura 1, a referência 40 indica um elemento refle- tor/difusor tendo uma superfície convexa 41 do tipo de reflexão especular ou de reflexão difusa.
O elemento 40, feito de material de metal ou de plástico com cobertura de metal adicionada, será posicionado pelo elemento 1 em uma distância predeterminada por meio de um elemento espaçador 50.
Em alguma modalidade adicional, não mostrada, o elemento es- paçador 50 pode ser obtido como um anexo do elemento refletor/difusor 40 ou alternativamente ao elemento óptico principal 1.
Com referência à figura 2, os elementos remanescentes mostra- dos servem ao mesmo propósito indicado para aqueles da figura 1, aos quais o leitor se refere na sua descrição.
Com referência à figura 3, como uma modalidade adicional da invenção da figura 2, o número 6 indica um orifício no centro do elemento óptico principal 1 em vez do pino cilíndrico 5 no qual é inserido, durante o acoplamento com o invólucro de proteção óptica 20, um pino preferivelmente metálico 60, com sua superfície preferivelmente de chapeado a níquel ou chapeado a cromo, fornecida com cabeçote de retenção 61 para reduzir o fluxo luminoso leve dispersado na direção do eixo óptico dos LEDs 34. Com referência à figura 3, os elementos remanescentes mostrados servem à mesma função indicada para aqueles da figura 2, aos quais o leitor se refere na sua descrição.
É especificado que de acordo com os ensinamentos fornecidos pela presente descrição a definição das superfícies dos elementos ópticos será submetida a numerosas variações dimensionais na geometria dos per- fis indicados com os números 4, 3, 2, 22, 41 para os propósitos de modificar os ângulos, superior e inferior de redistribuição do fluxo luminoso com eixo de 90° com relação àquele dos LEDs 34, de modo a satisfazer as exigências de aplicação diferentes.
Além do mais, é enfatizado que a invenção e suas variantes descritas possam ser submetidas a numerosas mudanças de uma natureza de aplicação prática dos detalhes construtivos (entre eles, materiais usados e sistemas para interconectar os elementos) sem, dessa maneira se afastar do escopo da idéia inventiva como reivindicado abaixo.

Claims (36)

1. Dispositivo para redistribuição de fluxo luminoso emitido por um ou mais IEDS (34) (figura 1) e caracterizado por compreender um ele- mento óptico de reflexão/refração combinado principal (1) feito de PC e pro- vido com: - um perfil indicado por (2) que, pela parte inferior, por revolução ao redor do eixo de simetria define uma superfície que caracteriza uma cavi- dade cônica com o vértice posicionado na direção oposta em relação à lente primária dos LEDs (34), - um perfil indicado por (4) que, pela parte superior, pela revolu- ção ao redor do eixo de simetria define uma superfície que caracteriza uma cavidade em forma de cúpula com o vértice posicionado na direção da lente primária dos LED()s) (34); - um perfil indicado por (3) que, lateralmente, por revolução ao redor do eixo de simetria define uma superfície que caracteriza um sólido de forma troncônica com o vértice posicionado na direção da lente primária dos LEDs(34), - para o propósito da rotação de 90° do eixo óptico do soólido fotométrico emitido bem como a variação dos ângulos superior e inferior re- feridos ao eixo em relação aquele dos LEDs (34).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo é provido com um pino 95) para acoplamento a outros componentes.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo é acoplado sobre uma caixa de proteção óptica (20) por meio de uma cavidade interna (21) para alojar o pino (5) obtido em uma espessura interna (23).
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo é provido com uma caixa de proteção óptica (20) cuja região espessa superior (23) determina uma superfície convexa (22) construída de modo a possuir características ópticas de reflexão difusa que ocorre na definição do sólido fotométrico indicado indicado na reivindi- cação 1.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo é provido com uma caixa de proteção óptica (20) provida com uma cavidade (24) para conexão a uma fonte de estado sólido comercial.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5 (figura 2), carac- terizado pelo fato de que interposta entre a superfície sobre a região espes- sa (23) e o elemento óptico principal (1), há um elemento óptico adicional (40) feito de material plástico com superfície de reflexão especular (41) que concorre na definição do sólido fotométrico indicado na reivindicação 1.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico (40) é provido com superfície de reflexão difusa (41) que concorre na definição do sólido fotométrico indicado na rei- vindicação 1.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) e o elemento adicional (40) são distanciados por um elemento espaçador (50).
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) e o elemento adicional (40) são distanciados por um elemento espaçador (50).
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6 (figura 3), ca- racterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) possui na parte central um orifício (6) ao invés do pino (5) a fim de permitir a inserção de um pino separado (60) provido com uma cabeça de retenção (61) para reduzir o leve fluxo luminoso dispersado ao longo da direção do eixo óptico dos LED(s) (34).
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7 (figura 3), ca- racterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) possui na parte central um orifício (6) ao invés do pino (5) a fim de permitir a inserção de um pino separado (60) provido com uma cabeça de retenção (61) para reduzir o leve fluxo luminoso dispersado ao longo da direção do eixo óptico dos LEDs (34).
12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8 (Figura 3), ca- racterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) possui na parte central um orifício (6) em vez do pino (5) a fim de permitir o a inserção de um pino separado (60) provido com uma cabeça de retenção (61) para reduzir o leve fluxo luminoso dispersado ao longo da direção do eixo óptico dos LEDs (34).
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9 (figura 3), ca- racterizado pelo fato de que o elemento óptico principal (1) possui na parte central um orifício (6) em vez do pino (5) a fim de permitir o a inserção de um pino separado (60) provido com uma cabeça de retenção (61) para reduzir o leve fluxo luminoso dispersado ao longo da direção do eixo óptico dos LEDs (34).
14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é feito de material metálico.
15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com ní- quel polido.
16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com cromo polido.
17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é feito de material metálico.
18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com ní- quel polido.
19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com cromo polido.
20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é feito de material metálico.
21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com ní- quel polido.
22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com cromo polido.
23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é feito de material metálico.
24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com ní- quel polido.
25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o pino separado (60) é substancialmente revestido com cromo polido.
26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que o elemento óp- tico principal (1) é feito é PMMA.
27. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que o elemento óp- tico principal (1) é feito é vidro.
28. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que o elemento óp- tico principal (1) é feito é cristal.
29. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que a caixa de pro- teção óptica (1) é feita é PMMA.
30. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que a caixa de pro- teção óptica (1) é feita é vidro.
31. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que a caixa de pro- teção óptica (1) é feita é cristal.
32. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material em que o elemento óp- tico adicional (1) é feito é metal.
33. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento espaçador (50) é obti- do como um apêndice do elemento óptico adicional (40).
34. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento espaçador (50) é obti- do como um apêndice do elemento óptico principal (1).
35. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, conforme descrito e ilustrado com referências às figuras dos de- senhos anexos e para os propósitos mencionados acima.
36. Dispositivo, de acordo com qualquer combinação das reivin- dicações anteriores, conforme descrito e ilustrado com referências às figuras dos desenhos anexos e para os propósitos mencionados acima.
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