BRPI0909897B1

BRPI0909897B1 - Sistema óptico para um dispositivo elétrico de led

Info

Publication number: BRPI0909897B1
Application number: BRPI0909897-6A
Authority: BR
Inventors: Jean-François Laporte
Original assignee: Philips Lighting Holding B.V.
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2019-05-07
Also published as: JP5437365B2; BRPI0909897A8; US7959326B2; KR101601261B1; EP2288846A4; CN102057213A; CA2727259A1; CN102057213B; US8002435B2; JP2011525288A; US20100271829A1; ES2713948T3; CA2727259C; KR20110028355A; EP2288846B1; MX2010013468A; WO2009149559A1; EP2288846A1; US20090310356A1; BRPI0909897A2

Abstract

sistema óptico para um dispositivo elétrico de led e sistema óptico para uma luminária de led uma superfície de montagem para montagem de uma multiplicidade de leds que tem uma multiplicidade de lentes orientáveis cada uma individualmente afixada ao redor de um led simples. cada lente orientável tem um refletor primário e uma lente de refração que direciona a luz emitida de um led simples para uma superfície refletora da lente orientável que reflete a luz para fora de um eixo de saída de luz de led primário.

Description

SISTEMA ÓPTICO PARA UM DISPOSITIVO ELÉTRICO DE LED

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] O presente pedido é uma continuação parcial, sob 35 USC$120, do Pedido Norte americano com número de série 12/171.362, depositado em 11 de Julho de 2008, intitulado Lente Orientável para um Dispositivo Elétrico de LED”, que se encontra pendente, que designa Jean-François Laporte como o único autor da presente invenção. O Pedido Norte americano com número de série 12/171.362, sob 35 USC$119 (e) reivindica prioridade para e o benefício do Pedido Provisório No. 61/061392, depositado em 13 de Junho de 2008, intitulado Lente Orientável para um Dispositivo Elétrico de LED”, que designa Jean-François Laporte como o único autor da presente invenção. Cada Pedido de Patente identificado acima é aqui incorporado a título de referência na sua totalidade.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO [002] A presente invenção é relacionada geralmente a uma lente orientável, e mais especificamente para uma folha de posicionamento para lentes orientáveis para um dispositivo elétrico de diodo emissor de luz.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [003] Diodos emissores de luz, ou LEDs, têm sido utilizados em conjunto com várias lentes que refletem a luz emitida pelo LED. Também várias lentes têm sido providas para uso em dispositivos elétricos de iluminação utilizando uma multiplicidade de LEDs como uma fonte de luz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [004] A FIGURA 1 é uma vista em perspectiva superior do dispositivo elétrico de LED com lente orientável

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 6/33

2/21 da presente invenção onde uma placa lisa é preenchida com uma multiplicidade de LEDs e exposta com três lentes orientáveis, duas das quais são fixadas à placa lisa sobre os respectivos

LEDs e uma delas é mostrada separadamente de seus respectivos

LEDs;

[005] a FIGURA 2 é uma vista em perspectiva superior de uma das lentes orientáveis da FIGURA 1;

[006] a FIGURA 3 é uma vista em perspectiva inferior da lente orientável da FIGURA 2;

[007] a FIGURA 4A é uma vista em perspectiva superior da lente orientável da FIGURA 2, tomada ao longo da linha 5-5, e uma vista em secção de um LED fixado em uma superfície de montagem, com a lente orientável fixada na superfície de montagem ao sobre o LED;

[008] a FIGURA 5A é uma vista seccional da lente orientável da FIGURA 2 tomada ao longo da linha 5-5 e mostrada sobre um LED com um traço de raio de feixe de luz exemplar que emana do LED e comunica-se com a lente de refração;

[009] a FIGURA 5B é uma vista seccional da lente orientável da FIGURA 2 tomada ao longo da linha 5-5 e mostrada sobre um LED com um traço de raios de luz exemplares que se propagam a partir de do LED e passam através de uma parede lateral e ainda comunicam-se com uma parte refletora, ou são direcionados para as lentes ópticas;

[010] a FIGURA 6A é uma vista seccional da lente orientável da FIGURA 2 tomada ao longo da linha 6-6 e mostrada com um traço de raio de raios de luz exemplares que se propagam a partir de uma fonte e comunicam-se com partes de um refletor primário;

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 7/33

3/21 [011] a FIGURA 6B é uma vista em perspectiva superior frontal da lente orientável da FIGURA 2, tomada ao longo da linha 6-6;

[012] a FIGURA 7 mostra uma distribuição polar no plano vertical, graduado em candelas, de um LED simples com uma distribuição Lambertiana da luz e sem uma lente orientável da presente invenção em uso;

[013] a FIGURA 8 mostra uma distribuição polar no plano vertical, graduada em candela, do mesmo LED da FIGURA 7 com o uso de uma realização de lente orientável da presente invenção;

[014] a FIGURA 9 mostra uma distribuição polar no plano horizontal, graduada em candela, do mesmo LED da FIGURA 7 sem o uso de uma de lente orientável da presente invenção; e [015] a FIGURA 10 mostra uma distribuição polar no plano horizontal, graduada em candela, do mesmo LED da FIGURA 7, com o uso da mesma lente orientável da FIGURA 8.

[016] A FIGURA 11 é uma vista explodida em perspectiva de uma realização de um dispositivo elétrico de LED com lente orientável mostrada com uma placa lisa preenchida com uma multiplicidade de LEDs, uma multiplicidade de lentes orientáveis arranjadas em uma folha de posicionamento, um dissipador de calor e uma lente.

[017] A FIGURA 12 é uma vista em perspectiva de uma parte da placa lisa, folha de posicionamento e lentes orientáveis da FIGURA 11 com uma parte da folha de posicionamento e duas lentes orientáveis destacadas.

[018] A FIGURA 13 é uma vista em perspectiva de uma parte da folha de posicionamento e de três lentes

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 8/33

4/21 orientáveis da FIGURA 11.

DESCRIÇÃO DETALHADA [019] Deve ser entendido que a invenção não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e a configuração de componentes estabelecidos na descrição que segue ou ilustrados nos desenhos. A invenção é passível de outras realizações e de ser praticada ou ser executada de vários modos. Também deve ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para o propósito de descrição e não devem ser consideradas como limitação. O uso de que inclui”, que compreende” ou que tem”, bem como suas variações, englobam os itens listados posteriormente e equivalentes disso, bem como itens adicionais. A não ser que limitado de outro modo, os termos conectado”, acoplado”, em comunicação com” e montado” e suas variações aqui são utilizados amplamente e englobam conexões, acoplamentos e montagens diretas e indiretas. Além disso, os termos conectados” e acoplados”, bem como suas variações, não são restritos a conexões e acoplamentos físicos ou mecânicos. Ademais, e como descrito nos parágrafos subseqüentes, as configurações mecânicas específicas ilustradas nos desenhos são destinadas a exemplificar realizações da invenção e que outras configurações mecânicas alternativas são possíveis.

[020] Com referência agora em detalhes às FIGURAS de 1 a 10, onde cada numeral indica cada elemento através das diversas vistas, são mostrados vários aspectos de uma lente orientável para um dispositivo elétrico de LED. A Lente orientável é utilizada em conjunto com um LED simples e pode ser instalada e utilizada com uma variedade de LEDs. A Lente orientável é, de preferência, utilizada como uma lente

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 9/33

5/21 para um LED com uma distribuição Lambertiana da luz, embora possa ser configurada para e utilizada como uma lente para LEDs que tem outras distribuições de luz. A FIGURA 1 mostra uma placa lisa de LED 1, na qual são montados cinqüenta e quatro LEDs 4 com uma distribuição Lambertiana da luz. Em algumas realizações de placa lisa de LED, a placa lisa de LED 1 é uma placa metálica com propriedades de distribuição de calor vantajosas, tal como, mas não limitada a, alumínio. Em outras realizações, a placa lisa de LED 1 é um retardador de chamas 4 (RF-4) ou outra placa de circuito impresso comum. A placa lisa de LED 1 e a multiplicidade de LEDs 4 são meramente exemplos da quantidade de placas, número de LEDs e quantidade de configurações de LED na qual uma multiplicidade de lentes orientáveis para um LED podem ser utilizados. Considerações de projeto, tais como, mas não limitadas a, calor, emissão de lumens desejada e padrão de distribuição de luz desejada podem resultar em uma escolha de diferentes montantes de LEDs, diferentes configurações de LED e/ou diferentes materiais.

[021] Também são mostradas na FIGURA 1 três realizações de lente orientável 10, duas das quais são mostradas colocadas sobre respectivos LEDs 4 e acopladas à placa lisa 1 onde é mostrada separadamente do seu respectivo LED 4. Ser orientável significa que cada lente é individualmente ajustável para uma dada direção sobre um dado LED. Como ficará claro, uma multiplicidade de lentes orientáveis 10 é utilizada em conjunto com uma multiplicidade de LEDs, cada lente orientável 10 pode ser individualmente orientada não importando a orientação de outras lentes orientáveis 10, tal como, por exemplo, as três lentes

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 10/33

6/21 orientáveis 10 da FIGURA 1, que são, cada uma, orientadas em uma única direção. Além de que, quando uma multiplicidade de LEDs está presente, somente um LED ou todos os LEDs em alguma realização preferida, pode ser dotado de lente orientável individual 10. Algumas ou todas as lentes podem ser individualmente e permanentemente ajustadas para uma dada orientação com a criação do dispositivo elétrico de LED com uma lente orientável ou alguma ou todas as lentes podem ser afixadas para permitir ajuste no campo. Portanto, padrões complexos de distribuição fotométrica e uma variedade de padrões de distribuição podem ser alcançadas mediante uso de uma multiplicidade de lentes de orientação 10 com uma multiplicidade de LEDs, tal como, mas não limitado a, a multiplicidade de LEDs 4 na placa lisa 1. Com referência, agora, à FIGURA 2 e FIGURA 3, uma realização de lente orientável 10 é mostrada em maiores detalhes. A lente orientável 10 tem uma base 12 que é mostrada nessa realização como tendo superfícies de encaixe interna e externa 14 e 16, substancialmente lisa e circular, cada qual com periferias internas e externas substancialmente circulares. A base 12 da FIGURA 2 é também mostrada com uma cavidade 15 provida entre uma parte substancial das superfícies de acoplamento interna e externa 14 e 16. A base 12 é provida, entre outras coisas, para fixação da lente orientável 10 a uma superfície na qual um LED é montado, tal como, por exemplo, fixação à placa lisa 1 da FIGURA 1. A fixação da base 12 a uma superfície na qual um LED é montado, e não ao próprio LED, reduz a transferência de calor de um LED para a lente orientável 10. Em algumas realizações, ambas as superfícies de acoplamento internas e externas 14 e 16 se encaixam em uma superfície para fixação

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 11/33

7/21 da lente orientável 10. Em algumas realizações, somente a superfície de encaixe interna 14 acopla com a superfície para fixação da lente orientável 10 e a superfície de encaixe externa 16 interage com a superfície para alinhamento da lente orientável 10 sobre um LED. Em algumas realizações, as superfícies de acoplamento internas e/ou externas 14 e 16 ou outra superfície dada podem ser aderidas à uma superfície de montagem para fixação da lente orientável 10. Em algumas realizações, as superfícies de acoplamento internas e/ou externas 14 e 16 ou outra superfície provida são equipadas de ganchos com uma superfície de montagem para fixação da lente orientável 10. Em algumas realizações as superfícies de acoplamento internas e/ou externas 14 e 16 ou outra superfície provida podem ser comprimidas contra uma superfície de montagem para fixação da lente orientável 10. Outros meios de fixação da base 12 á uma superfície de montagem podem ser providos como são geralmente conhecidos por aqueles elementos técnicos no assunto e como podem ser baseados nos ensinamentos aqui apresentados.

[022] A base 12 também apresenta partes que podem ser providas por motivos estéticos, suporte ou fixação de outras partes integrantes da lente orientável 10. Por exemplo, em algumas realizações preferidas, pelo menos o refletor primário 24 (tal como mostrado na FIGURA 6A) e o prisma de reflexão 30 são fixados e suportados pela base 12. Algumas realizações da lente orientável 10 podem ser dotadas de uma base 12 que tem os suportes 18 e 19 a fim de auxiliar a sustentação do prisma de reflexão 30 e podem também ser providos para vedação completa da lente orientável 10. Algumas realizações da base 12 da lente orientável 10 podem

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 12/33

8/21 ainda ser dotadas com partes da borda 17 e como apêndices se desejado para facilitar na instalação e outra razões. Em algumas realizações, quando a lente orientável é instalada sobre um LED em uma superfície de montagem, uma folha ou outro objeto pode unir a parte da borda 17, ou outras partes da base 12, tal como a parte de flange provida ao redor da parte da borda 17, e fornecer força compressiva na lente orientável 10 na direção da superfície de montagem, desse modo fazendo as superfícies de acoplamento internas e/ou externas 14 e 16 acoplarem com a superfície de montagem para fixação da lente orientável 10.

[023] Em outras realizações, a base 12 pode ter formas diferentes e faz, tanto quanto possível, a lente orientável 10 ser apropriadamente utilizada com um dado LED e ser instalável em qualquer direção ao redor de um eixo de saída de luz de LED, sendo o eixo de saída de luz de LED um eixo disposto a partir do centro da parte de emissão de luz de qualquer dado LED e orientado para fora da superfície de montagem de LED. Por exemplo, a base 12 pode ser provida em algumas realizações sem a cavidade 15 e com somente uma superfície de encaixe distinta, oposta às superfícies de acoplamento internas e externas 14 e 16. Ainda, por exemplo, a base 12 pode ser dotada com outras configurações para fixação e/ou suporte de partes integrantes da lente orientável 10, tais como, o refletor primário 24 e o prisma de reflexão 30. Outras variações na base 12 serão aparentes aos técnicos no assunto.

[024] Também são mostradas na FIGURA 2 as partes de uma lente de refração 22, refletor primário 24, uma superfície 26, uma parte de reflexão 28 e prisma de reflexão

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 13/33

9/21

30. Quando a lente orientável 10 é colocada sobre um LED e a base 12 é afixada à superfície, tal como LED 9 e superfície 5 das FIGURAS 4A, 5A, 5B e 6A, a lente de refração 22 e o refletor 24 estão próximos do LED 9. Em particular, o refletor primário 24 é posicionado de modo a circundar parcialmente a parte de emissão de luz do LED 9, ao passo que a lente de refração 22 é posicionada de modo a interceptar o eixo de saída de luz de LED do LED 9 e estar parcialmente circundada pelo refletor primário 24. Em algumas realizações, o refletor primário 24 é um refletor parabólico. A lente de refração 22 e o refletor primário 24 são posicionados de modo que a maior parte da luz emitida a partir do LED 9 incida coletivamente sobre uma das duas. Em algumas realizações, o refletor primário 24 pode ser provido de modo que ele circunde completamente a porção de emissão de luz do LED 9. Em algumas realizações, tais como as mostradas nas figuras, o refletor primário 24 circunda apenas parcialmente a parte de emissão de luz do LED 9 e a parte de reflexão 28 é provida em um lado da parte de emissão de luz do LED 9 e posicionado adjacente ao refletor primário 24, e a superfície 26 é provida em um lado substancialmente oposto da parte de emissão de luz do LED 9 e ainda posicionado adjacente ao refletor primário 24.

[025] Em algumas realizações adicionais, a lente de refração 22 é posicionada na base da parede lateral 23 e a parede lateral 23 circunda substancialmente a parte de emissão de luz do LED 9. A maior parte dos raios que se propagam a partir de do LED 9 e incidem sobre a lente de refração 22 será refratada de modo que eles serão direcionados para uma superfície refletora 32 do prisma de

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 14/33

10/21 reflexão 30. Em algumas realizações, a lente de refração 22 é configurada de modo tal que ela refrate os raios, de modo que eles estejam substancialmente colimados na direção da superfície refletora 32, tal como os raios exemplares mostrados na FIGURA 5A.

[026] Em outras realizações, outros raios que se propagam a partir de do LED 9 podem incidir sobre a parede lateral 23 próxima do refletor primário 24, passando através deste em um ângulo alterado e incidindo sobre o refletor primário 24. A maioria dos raios que incidem sobre o refletor primário 24 são refletidos e orientados na direção da superfície refletora 32 do prisma de reflexão 30, tais como os raios exemplares mostrados na FIGURA 6, os quais são direcionados para partes da superfície refletora 32, não mostrados na figura, mas evidente com referência a outras figuras. Em algumas realizações de lente orientável 10, o refletor primário 24 tem uma composição e uma orientação tal que uma maioria de raios incidentes sobre eles são internamente refletidos e direcionados para a superfície refletora 32. Em outras realizações, o refletor primário 24 é composto de um material refletor.

[027] Em realizações adicionais, outros raios que se propagam a partir do LED 9 incidirão sobre a parede lateral 23 próxima da parte de reflexão 28, passando através deste em um ângulo alterado, e incidirão sobre a parte refletora 28. A maioria dos raios que incidem sobre a parte refletora 28 são refletidos e direcionados para a superfície refletora 32 do prisma de reflexão 30, tais como os raios exemplares mostrados incidentes sobre a parte refletora 28 e direcionada para a superfície refletora 32 na FIGURA 5B. Em

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 15/33

11/21 algumas realizações, a parte refletora 28 é posicionada e configurada para direcionar os raios de luz em uma única direção daqueles raios direcionados pelo refletor primário 24 e lente de refração 22 de modo que eles também saiam da lente orientável 10 em uma única direção. Em realizações de lente orientável 10, a parte refletora 28 tem uma composição e orientação tal que a maioria dos raios incidentes sobre ela são internamente refletidos e direcionados para a superfície refletora 32. Em outras realizações, a parte refletora 28 é composta de um material refletor.

[028] Em outras realizações, outros raios que se propagam a partir do LED 9 incidirão sobre a parede lateral 23 próxima da superfície 23, passando através desta em um ângulo alterado, e serão direcionados para uma lente óptica 34 do prisma de reflexão 30, tais como os raios exemplares mostrados na FIGURA 5B. A maioria desses raios passará através da lente óptica 34 e muitos desses raios passarão também através do suporte 18, como mostrado na FIGURA 5B. Também, como ilustrado na FIGURA 5B, alguns raios de luz podem também incidir sobre a superfície 26 e serem refletidos e direcionados para a lente 34 e o suporte 18. Na realização descrita, o suporte 18 permite que raios de luz passem através dele, bem como podem ser configurados para refratar raios de luz que passam através deste uma direção desejada. Um técnico no assunto reconhecerá que variações de configurações de lente orientável 10 podem optar por variações de configurações de qualquer uma ou todas entre lente de refração 22, parede lateral 23, refletor primário 24, superfície 26 e parte de reflexão 28, a fim de alcançar as características de distribuição de luz desejadas.

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 16/33

12/21 [029] Em algumas realizações, a parede lateral 23 é disposta para prover a lente de refração 24 e muitos raios através da parede lateral 23 antes da incidência sobre o refletor primário 24, a parte refletora 28 e superfície 26. Em algumas realizações, a parede lateral 23 altera o trajeto da propagação de raios mediante passagem do feixe através da mesma. Em algumas realizações, a altura da parede lateral 23 é diminuída perto de sua conexão com a parte de reflexão 28. Em outras realizações, a lente de refração 22 é posicionada usando finos suportes fixados à superfície interna do refletor primário 24, ou de outro modo, e a parede lateral 23 não é provida. Também, em algumas realizações, tais como mostradas nas figuras, a parede lateral 23 é provida e a lente de orientação 10 é feita de uma unidade sólida moldada integral de um meio apropriado. Nessas realizações onde a lente orientável 10 constitui uma unidade sólida moldada integral, uma vez que os raios de luz emitidos pelo LED entram na lente orientável 10, eles se propagam através do meio apropriado até que eles deixem a lente orientável 10. Em algumas realizações, o meio é acrílico de grau óptico e todas as reflexões que ocorrem dentro da lente orientável 10 são o resultado de reflexão interna.

[030] A superfície refletora 32 do prisma de reflexão 30 pode ter uma composição e orientação tais que os raios que foram colimados pela lente de refração 22 ou refletidos pelo refletor primário 24 ou parte refletora 28 e direcionados para a superfície refletora 32 são refletidos para fora da superfície refletora 32 e direcionados para a lente óptica 34, tais como aqueles raios mostrados nas FIGURAS 5A e 5B. De preferência, os raios são internamente

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 17/33

13/21 refletidos para fora da superfície refletora 32, embora a superfície refletora 32 possa ser feita de um material refletor. A maioria dos raios incidentes sobre a lente óptica 34 passa através da lente óptica 34 em um ângulo alterado para algumas realizações. De preferência, a direção dos raios que passam através da lente óptica 34 é apenas ligeiramente alterada. Em realizações onde partes integrantes da lente orientável 10 constituem uma única unidade sólida moldada, a superfície refletora 22 internamente reflete quaisquer raios incidentes sobre ela e os raios que são emitidos por um LED, e incidem sobre a lente orientável 10, atravessam o meio da lente orientável 10 até que elas saiam da lente orientável 10 através da lente óptica 34 ou de outro modo.

[031] A superfície refletora 32 de um prisma de reflexão 30 não precisa ser uma superfície lisa. Em algumas realizações, tais como aquelas mostradas nas figuras, a superfície refletora 32 compreende duas superfícies de ângulos ligeiramente diferentes, a fim de permitir um controle mais preciso da luz refletida pela superfície refletora 32 e permitir uma faixa mais estreita de raios de luz emitidos pela lente orientável 10. Em outras realizações, uma superfície refletora pode ser dada curva, côncava, convexa, ou provida com mais do que duas faces. Similarmente, a lente óptica 34 pode assumir diferentes conformações para permitir um controle mais preciso da luz refletida da superfície refletora 32 e/ou permitir uma faixa mais estreita de raios de luz emitidos pela lente orientável 10.

[032] Através do uso da lente orientável 10, a luz emitida de um dado LED é capaz de ser redirecionada de um eixo de saída de luz de LED em um ângulo do eixo de saída de

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 18/33

14/21 luz de LED. Como a lente orientável 10 pode ser instalada em qualquer orientação ao redor do eixo de saída de luz de LED, essa luz pode, desse modo, ser distribuída em qualquer orientação ao redor de um eixo de saída de luz de LED. Dependendo da configuração de uma dada lente orientável 10 e suas partes integrantes, o ângulo no qual a luz emitida por um LED é redirecionada além de seu eixo de saída de luz pode variar. Além disso, o espalhamento do feixe de luz que é redirecionado pode, desse modo, variar. Quando uma multiplicidade de lentes orientáveis 10 é utilizada em uma multiplicidade de LEDs montados em uma superfície, tal como a placa lisa 1 e a multiplicidade de LEDs 4, cada lente orientável 10 pode ser instalada em qualquer orientação ao redor do eixo de LED sem prejudicar a montagem da superfície. Além disso, padrões de distribuição fotométrico complexos e uma flexibilidade de distribuições de luz podem ser alcançadas com uma multiplicidade de LEDs montados em uma superfície, tal como a placa lisa 1 e a multiplicidade de LEDs 4.

[033] A FIGURA 7 mostra uma distribuição polar no plano vertical, graduada em candelas, de um LED simples com uma distribuição Lambertiana da luz e sem lente orientável. A FIGURA 9 mostra uma distribuição polar no plano horizontal, graduada em candelas, do mesmo LED da FIGURA 7. A FIGURA 8 mostra uma distribuição polar no plano vertical, graduada em candelas, do mesmo LED da FIGURA 7 de acordo com uma realização de lente orientável mostrada nas figuras em uso. A FIGURA 10 mostra uma distribuição polar no plano horizontal, graduada em candelas, do mesmo LED da FIGURA 7 fazendo uso da mesma lente orientável da FIGURA 8.

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 19/33

15/21 [034] Conforme pode ser observado nas FIGURAS 8 e 10, as lentes orientáveis 10 direcionam a maioria das luzes emitidas por um LED de acordo com uma distribuição Lambertiana da luz a partir do eixo de saída de luz de LED. No plano vertical, mostrado na FIGURA 8, a maioria das luzes é direcionada dentro de uma faixa de aproximadamente 50° a 75° fora do eixo de saída de luz. No plano horizontal, mostrado na FIGURA 10, a maior parte do feixe luminoso é direcionada dentro de uma faixa de 40° a partir do eixo de saída de luz. Aproximadamente 90% da luz emitida por um LED com uma distribuição Lambertiana de luz que tem a realização de lente orientável das FIGURAS 8 e 10 em uso, é distribuída fora do eixo de saída de luz. As FIGURAS 7 e 10 são providas para fins de ilustração de uma realização de lente orientável.

Certamente, outras realizações de lente orientável podem ser providas, contanto que produzam distribuições polares diferentes do que luz direta em uma faixa diferente fora e longe do eixo de saída de luz. Assim, no plano vertical de outras realizações, a luz pode ser direcionada principalmente em faixas mais largas ou estreitas em uma variedade de ângulos além do eixo de saída de luz. No plano horizontal de outras realizações a luz pode, desse modo, ser direcionada em faixas mais largas ou mais estreitas.

[035] Com referência à FIGURA 11, é mostrada uma vista em perspectiva explodida de uma realização de um dispositivo elétrico de LED com uma folha de posicionamento para lentes orientáveis. A placa lisa 1 é preenchida com 54 LEDs 4 e tem um cabo elétrico 6 para conexão da placa lisa 1 com uma fonte de energia. A placa lisa 1 é também preenchida

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 20/33

16/21 com 54 diodos Zener 7, que são acoplados eletricamente com um LED 4 que permitem que a corrente passe pelo LED 4 e esse se acenda. 54 lentes orientáveis 10 são posicionadas ao longo da folha de posicionamento 50 em várias orientações. Em algumas realizações, uma parte da base 12 de cada lente orientável 10 é afixada em um lado adesivo da folha de posicionamento 50. Em algumas realizações de folha de posicionamento 50, a folha de posicionamento 50 é uma placa metálica com propriedades de distribuição de calor vantajosas tais como, mas não limitada a, alumínio. Uma lente 45 é também mostrada. Em outras realizações de dispositivo elétrico de LED com uma folha de posicionamento para lentes orientáveis, diferentes quantidades de LEDs 4, lentes orientáveis 10 e diferentes formas e configurações da folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1 são providas.

[036] Quando montada, a placa lisa 1 pode ser colocada no dissipador de calor 40 e aberturas de alinhamento 8 da placa lisa 1 alinhadas com aberturas roscadas 44 do dissipador de calor 40. A folha de posicionamento 50 pode, então, ser colocada adjacente à placa lisa 1, o que faz a base 12 de lentes orientáveis 10 serem prensadas entre a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1. As aberturas de alinhamento 54 da folha de posicionamento 50 podem ser alinhadas com aberturas de alinhamento 8 da placa lisa 1 e com as aberturas roscadas 44 do dissipador de calor 40. Nove aberturas roscadas 44 são determinadas no dissipador de calor 40 e correspondem em posição a nove aberturas de alinhamento 54 da folha de posicionamento 50 e nove aberturas de alinhamento 8 da placa lisa 1. O cabo elétrico 6 pode ser colocado através da guarnição 46 para conexão com a fonte de

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 21/33

17/21 energia. Os parafusos 42 podem ser inseridos através das aberturas de alinhamento 54 da folha de posicionamento 50 e aberturas 8 da placa lisa 1 e recebidos nas aberturas roscadas 44 do dissipador de calor 40. A cabeça dos parafusos 42 podem estar em contato com a folha de posicionamento 50 e parafusos 42 propriamente apertados a fim de juntar a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1 ao dissipador de calor 40, e fazer com que a folha de posicionamento 50 exerça força contra cada base 12 de lentes orientáveis 10. Essa força faz com que a base 12 de cada uma das lentes orientáveis 10 seja comprimida entre a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1 e faz com que cada lente orientável 10 seja individualmente fixada sobre um LED 4 da placa lisa 1. Aberturas de alinhamento 54 e aberturas de alinhamento 8 são posicionadas tal que quando elas são alinhadas com cada lente orientável 10 sejam apropriadamente posicionadas sobre cada LED 4. A lente 45 pode então ser acoplada ao dissipador de calor 40.

[037] Com referência às FIGURAS 12 e 13, a realização da folha de posicionamento 50 mostrada, tem uma multiplicidade de aberturas 52 onde cada uma circunda uma parte de uma lente orientável 10. Apenas uma lente orientável 10 é mostrada com números de referência em cada uma das FIGURAS 12 e 13 para simplificar as FIGURAS. Na realização indicada, cada abertura 52 tem um encaixe de alinhamento 53 que corresponde a uma estrutura de alinhamento que tem saliência de alinhamento 13 que se estende da base 12 de cada lente orientável 10. O encaixe de alinhamento 53 recebe uma saliência de alinhamento 13 para assegurar que cada lente orientável 10 esteja apropriadamente orientada sobre um LED correspondente para alcançar uma distribuição de luz

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 22/33

18/21 particular para o dispositivo elétrico de LED. Na realização indicada, a parte da borda 17 da base 12 confina a periferia interna da abertura 52 e também auxilia no posicionamento de cada lente orientável 10 na abertura 52.

[038] Em algumas realizações, a lateral da folha de posicionamento 50 que entra em contato com a parte de flange ao redor da parte da borda 17 é adesiva e adere à base da parte da base 12, circundando a parte da borda 17. Isso pode ajudar a manter as lentes orientáveis 10 na posição, enquanto coloca a folha de posicionamento 50 adjacente à placa lisa 1 tal que uma parte de cada lente orientável 10 é comprimida entre a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1. Através do uso da folha de posicionamento 50, lentes orientáveis 10 podem ser individualmente orientadas e posicionadas precisamente com relação a uma multiplicidade de LEDs em uma superfície de montagem.

[039] Embora a folha de posicionamento 50 e suas interações com as lentes de orientação 10 sejam mostradas em detalhes nas FIGURAS 11-13, isso é meramente exemplificador de uma realização de folha de posicionamento 50 e lentes orientáveis 10. Existe uma variedade de formas, construções, orientações e dimensões de folhas de posicionamento 50, placa lisa 1 e lentes orientáveis 10 que podem ser utilizadas como entendido por aqueles técnicos no assunto. Por exemplo, em algumas realizações, algumas ou todas as aberturas 52 da folha de posicionamento 50 podem ser providas com uma multiplicidade de encaixes de alinhamento 53 que correspondem a uma ou mais saliências de alinhamento 13. Essa estrutura de alinhamento deve permitir uma lente de orientação 10 ser colocada na abertura 52 em qualquer uma de

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 23/33

19/21 uma multiplicidade de orientações e permite uma folha de posicionamento simples 50 ser utilizada para alcançar vários padrões de distribuição de luz. Ainda, por exemplo, em algumas realizações, as aberturas 54 e lentes orientáveis 10 podem ser dotadas sem aberturas e encaixes de alinhamento e cada lente orientável 10 pode ser orientada individualmente para dentro das aberturas 54, em uma dada orientação, por uma montagem tipo robótica. Além disso, por exemplo, em algumas realizações, as aberturas 52 podem ser dotadas de saliências de alinhamento que são recebidas em encaixes de alinhamento de lentes orientáveis 10 correspondentes. Adicionalmente, por exemplo, em algumas realizações, as aberturas 52 podem ser quadradas, retangulares ou apresentar formas diferentes e as lentes orientáveis 10 podem ser configuradas para interagir com cada forma. Ainda, por exemplo, em algumas realizações, uma abertura simples 52 pode ser configurada para circundar e receber mais que uma lente orientável 10. Ademais, por exemplo, em algumas realizações, a parte da borda 17 pode não estar presente ou pode ser quadrada, retangular ou apresentar outra forma. Além de que, existe uma variedade de tipos de folha de posicionamento 50 que podem ser posicionadas e protegidas para exercer força nas lentes orientáveis 10 de modo que cada lente orientável 10 seja posicionada sobre um LED e comprimida entre a folha de posicionamento 50 e uma superfície de montagem como entendido pelos técnicos no assunto. Por exemplo, a placa lisa 1 pode ser dotada de uma ou mais saliências, se estendendo perpendicularmente da superfície de montagem de LED da placa lisa 1. As uma ou mais saliências podem ser recebidas em uma ou mais aberturas de alinhamento 54 da folha de posicionamento 50 para alinhar

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 24/33

20/21 apropriadamente cada lente orientável 10 sobre um LED 4. A folha de posicionamento 50 pode então ser protegida por um dissipador de calor 40 usando parafusos ou outro dispositivo de segurança.

[040] Além disso, por exemplo, a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1 podem ser protegidas adjacentes uma à outra e protegidas por um dissipador de calor, de várias maneiras. Por exemplo, a folha de posicionamento 50 e a placa lisa 1 podem ser mantidas adjacentes uma à outra usando uma multiplicidade de clipes de segurança e protegida pelo dissipador de calor 40, usando parafusos que se estendem através do dissipador de calor 40 e são recebidos em aberturas roscadas providas na placa lisa 1. Ademais, por exemplo, adesivos podem ser utilizados para proteger a folha de posicionamento 50, a placa lisa 1 e/ou o dissipador de calor 40 umas às outras. Além do que, a folha de posicionamento 50 pode ser alinhada com relação à placa lisa 1 de outras formas do que com aberturas de alinhamento 54 e aberturas de alinhamento 8, como entendido pelos técnicos no assunto. Por exemplo, elas podem ser alinhadas por robôs ou podem ser alinhadas alinhando suas periferias com outra.

[041] A descrição acima mencionada foi apresentada com finalidades ilustrativas. Não se pretende que seja exaustiva ou limitadora da invenção para as formas específicas divulgadas, e obviamente muitas modificações e variações são possíveis à luz do acima descrito. É entendido que, embora determinadas formas de lente orientável para um dispositivo elétrico de LED tenham sido ilustradas e descritas, ela não fica limitada, salvo na medida em que tais

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 25/33

21/21 limitações estão incluídas nas reivindicações a seguir, e que equivalentes funcionais são admissíveis.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA ÓPTICO PARA UM DISPOSITIVO ELÉTRICO DE

LED, compreendendo:

uma superfície de montagem (1);

uma multiplicidade de LEDs individuais (4) fixados à dita superfície de montagem (1);

uma multiplicidade de lentes orientáveis (10), cada uma tendo uma base (12);

uma folha de posicionamento (50) em contato com uma dita base (12) de cada dita lente orientável (10);

em que uma dita base (12) de cada dita lente orientável (10) é adjacente à dita superfície de montagem (1) sobre um LED simples da dita multiplicidade de LEDs (4), onde a folha de posicionamento (50) provê força na dita base (12) de cada dita lente orientável (10) em direção da dita superfície de montagem (1), desse modo comprimindo uma parte de uma dita lente orientável (10) entre uma dita superfície de montagem (1) e uma dita folha de posicionamento (50), caracterizado por cada dita lente orientável (10) ter uma lente de refração e um refletor primário (24) pelo menos parcialmente envolvendo a dita lente de refração (22).
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:

a dita folha de posicionamento (50) tendo uma multiplicidade de lentes de abertura (52), cada ditas lentes de abertura rodeando uma parte de uma dita lente orientável (10);

a dita folha de posicionamento (50) comprimindo a dita lente orientável (10) contra a dita superfície de

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 27/33

2/3 montagem (1).
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por uma dita lente de refração (22) e um dito refletor primário (24) de cada dita lente orientável (10) colima uma luz emitida por um dito LED simples para uma superfície refletora (32) sustentada pela dita base (12) de cada dita lente orientável (10) e conformada para refletir uma maior parte da dita luz além de um eixo de saída de luz de LED do dito LED simples.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma dita folha de posicionamento (50) tem uma multiplicidade de aberturas de lente (52), cada qual circunda uma parte de uma dita lente orientável (10).
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por cada dita lente de abertura (52) tem um encaixe de alinhamento (53) e cada dita lente orientável (10) tem, pelo menos, uma saliência de alinhamento (13) que se estende a partir de dita base (12) e recebida no dito encaixe de alinhamento (53).
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender, adicionalmente, um dissipador (40) de calor termicamente acoplado à dita superfície de montagem.
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por uma dita folha de posicionamento (50) tem uma multiplicidade de aberturas de lente (52), sendo que cada dita abertura de lente (52) que circunda uma parte de uma dita lente orientável (10) e onde cada dita abertura de lente (52) tem um encaixe de alinhamento (53) e cada dita lente orientável (10) tem pelo menos uma saliência de alinhamento

Petição 870190011090, de 01/02/2019, pág. 28/33

3/3 (13) que se estende da dita base (12) e é recebida no dito encaixe de alinhamento (53).