Sistemi ottici per LED
La qualità dei sistemi ottici influenza l´efficienza complessiva degli apparecchi per LED. Per creare della luce orientata, ad esempio nei faretti, ERCO impiega dei sistemi ottici di proiezione sviluppati internamente. Un collimatore fa da ottica secondaria e da elemento di collegamento tra la lente del LED sulla piastra e la lente Spherolit intercambiabile, che fa da ottica terziaria. Il collimatore orienta la luce dei LED parallelamente, in modo che questa possa essere indirizzata dall´ottica terziaria con la caratteristica di distribuzione desiderata. Nel collimatore il principio della riflessione totale contribuisce all´elevata efficienza del sistema ottico nel suo complesso. L´esperienza decennale nello stampaggio ad iniezione dei polimeri garantisce il massimo della qualità della produzione realizzata internamente.
Principio ottico
L´orientamento della luce in un faretto ERCO per LED avviene
attraverso tre elementi: l´ottica primaria, con la lente montata
direttamente sul chip del LED, che emette radiazioni luminose a
forma di semisfera, l´ottica secondaria, costituita dal collimatore
che orienta parallelamente i raggi luminosi, e l´ottica terziaria
della lente Spherolit. La scelta dell´ottica terziaria determina la
caratteristica di distribuzione e dipende dalle applicazioni
desiderate.
Collimatori
Per tutte le caratteristiche di distribuzione della luce - eccetto
che per narrow spot - il collimatore a tre parti è adatto ad un
modulo con tre LED. L´orientamento dei raggi di luce avviene
mediante la riflessione totale sui lati e sulla lente centrale. I
punti di collegamento definiti con precisione consentono un
montaggio sicuro ed efficiente.
Collimatore per narrow
spot
Nei faretti e nei proiettori per LED con caratteristica di
distribuzione narrow spot si impiega uno speciale collimatore.
L´effetto creato si basa esclusivamente sul principio ottico della
riflessione totale, il che contribuisce all´elevata efficienza del
sistema illuminotecnico nel suo complesso.
Riflessione totale
Lente Spherolit
Data la sua forma ed il suo materiale, il collimatore per la distribuzione narrow spot funziona praticamente senza perdite in base al principio di riflessione totale ed offre quindi un´efficienza ottimale nell´orientamento della luce.
Dopo la creazione di fasci di raggi di luce paralleli da parte del collimatore, l´ottica terziaria è costituita dagli sferoliti che determinano la caratteristica di distribuzione della luce: dai coni di luce stretti a quelli larghi e fino alle distribuzioni asimmetriche dell´intensità luminosa per l´illuminazione delle superfici verticali.
Sviluppo
L´ampia esperienza di ERCO in tema di simulazioni ottiche ha consentito di affrontare con successo ed in modo innovativo le nuove sfide, come lo sviluppo di sistemi di lenti della massima efficienza.
Percorsi brevi per ottimizzare la qualità: laboratori illuminotecnici, produzione di utensili e di sistemi ottici, tutto in ERCO è localizzato in un unico impianto, in modo tale che le simulazioni al computer, i prototipi e la produzione in serie siano immediatamente confrontabili.
Proiezione e riflessione
Le comuni sorgenti di luce puntiformi irradiano la luce in un angolo solido di quasi 360°. I LED, invece, producono una luce orientata fin dall´inizio, in un angolo solido inferiore ai 180°. In tal modo si possono evitare le perdite di efficienza dovute alla dispersione della luce o alla luce dispersa verso il portalampada (rappresentate in rosso nel disegno). Inoltre dall´elevata efficienza della trasmissione della luce nelle lenti, se confrontata con la riflessione dei riflettori, deriva un maggior livello di rendimento che influisce sul flusso luminoso risultante dall´apparecchio. Nella prassi è in definitiva decisiva la quantità di luce che incide sulla superficie obbiettivo. In questo senso si possono ad esempio confrontare gli illuminamenti dei faretti di uguali caratteristiche di distribuzione, proiettati da una data distanza e misurati in lx/W: anche in questo caso la proiezione con i LED risulta vincente.
Proiezione: lenti Spherolit
Negli strumenti di illuminazione per LED che generano una luce orientata ERCO impiega delle lenti Spherolit come sistemi ottici terziari per direzionare la luce. Sia per il principio tecnico che per la caratteristica di distribuzione, le lenti Spherolit si basano sull´innovazione dei riflettori brevettati Spherolit, già affermatisi con i comuni tipi di lampade. Queste lenti offrono un´eccellente qualità della luce e dei notevoli vantaggi pratici per progettista e utente. La tecnologia Spherolit si fonda sulla scomposizione della superficie di una lente o di un riflettore in tante piccole singole superfici tridimensionali convesse che indirizzano la luce per riflessione o rifrazione. La trasmissione della luce con una lente Spherolit di materiale polimerico comporta inferiori perdite rispetto alla riflessione. Tutto il processo di realizzazione delle lenti si svolge internamente ad ERCO, dai complessi calcoli e simulazioni al computer per la produzione di strumenti di precisione fino alla produzione delle lenti.
Caratteristiche di distribuzione con lenti Spherolit
Narrow spot
Per accentuare piccoli oggetti con illuminamenti elevati o per superare grandi distanze tra l´apparecchio e l´oggetto illuminato. Angolo di distribuzione < 10°.
Spot
Distribuzione dell´intensità luminosa per l´illuminazione d´accento di oggetti di ogni tipo, in particolare per modellare le forme tridimensionali.
Angolo di distribuzione dell´intensità luminosa 10°-20°.
Flood
Per accentuare in modo efficiente oggetti più grandi o per mettere in risalto delle parti di un ambiente.
Angolo di distribuzione dell´intensità luminosa 25°-35°.
Wide flood
Per una flessibile illuminazione diffusa di superfici e parti di un ambiente, in particolare per la presentazione delle merci. Angolo di distribuzione> 45°.
Oval flood
La lente Spherolit oval flood presenta una distribuzione dell´intensità luminosa diffusa a simmetria assiale. Si genera un cono di luce ovale che va da ca. 20° a 60°.
Wallwash
La distribuzione dell´intensità luminosa del wallwasher con lente è definita in modo tale da generare un´ottima omogeneità.
Tecnologia delle lenti per washer per soffitto
Anche i washer per soffitto come Trion o Parscoop per LED si distinguono per la tecnologia delle lenti Spherolit, per la loro efficienza e per l'ottima omogeneità della distribuzione della luminosità, che consente di collocare gli apparecchi a grande distanza uno dall'altro e quindi di ottenere una maggiore economicità. Altri vantaggi sono l'assenza di dispersioni luminose, in particolare sulle superfici di montaggio, e l'ottima protezione dall'abbagliamento.
Irradiazione a fascio largo
La versione del washer per soffitto Trion per LED con distribuzione a fascio largo è particolarmente adatta per un'illuminazione economica di corridoi e passaggi.
Irradiazione in profondità
Le superfici dei soffitti grandi possono essere illuminate in modo efficace con le versioni con irradiazione in profondità.
Produzione degli utensili Lente Spherolit
Produzione degli
utensili
ERCO si è dotata di un proprio laboratorio per la produzione degli
utensili che, con esperienza decennale e attrezzature moderne,
garantisce la precisione necessaria ad esempio per produrre degli
utensili per lo stampaggio ad iniezione di elementi ottici in
materiali polimerici.
Stampaggio ad iniezione con
termoplastiche
Le più moderne macchine per lo stampaggio ad iniezione, i
dipendenti qualificati, i materiali pregiati e gli attenti
controlli contribuiscono alla perfetta qualità dei collimatori e
delle lenti Spherolit di ERCO.
Montaggio
Gli apparecchi del programma Quintessence, ad esempio il faretto
direzionale qui raffigurato, sono montati seguendo i principi di
produzione più avanzati e tenendo conto delle specificità della
commessa.
Lenti Spherolit
Con la definizione della forma di ciascun sferolite si può definire anche la caratteristica di distribuzione della lente nel complesso. A seconda della curvatura delle singole superfici parziali la luce, che incide parallelamente, viene dispersa in misura maggiore o minore. Il risultato è dato da lenti che, con la stessa geometria di base, sono dotate di diverse caratteristiche di distribuzione, da narrow spot a wide flood. Gli sferoliti asimmetrici consentono inoltre di generare dei coni di luce ovali o distribuzioni adatte all´illuminazione diffusa delle pareti. Tutte le caratteristiche di distribuzione offrono la massima qualità della luce: i coni luminosi sono particolarmente omogenei, senza striature e con un bordo leggermente sfumato.
Spot
La lente Spherolit spot ha degli sferoliti molto piatti e crea quindi una minore dispersione ed un angolo stretto di distribuzione della luce.
Wide flood
Le convessità della lente Spherolit wide flood sono quelle più accentuate. L´ampia dispersione della luce crea un cono luminoso con un grande angolo di distribuzione.
Proiezione: sistema di lenti
Lo sviluppo del nuovo sistema di lenti per LED di ERCO, concepito per l'illuminazione generale e per gli uffici, è stato definito dai seguenti fattori: compattezza, forma costruttiva piatta, semplice design di sistema, efficienza e comfort visivo. In genere nei downlight per lampade convenzionali si migliora la schermatura collocando la lampada in una posizione più arretrata all'interno dell'apparecchio, il che richiede una maggiore altezza della costruzione dell'apparecchio stesso. I moduli LED hanno il vantaggio di un'altezza costruttiva della lampada molto inferiore. In connessione con il nuovo sistema di lenti e con un elemento antiabbagliamento si può ottenere un apparecchio particolarmente compatto, potente e con un buon comfort visivo. Mentre nei faretti la flessibilità delle lenti Spherolit intercambiabili rappresenta un vantaggio decisivo, nei downlight vi si può rinunciare a vantaggio della maggiore efficienza di un sistema di lenti costituito da un unico componente.
Efficienza con un'illuminotecnica compatta
Un livello di rendimento dei sistemi di illuminazione (LOR) fino a 0,87 esprime le potenzialità del nuovo sistema di lenti per LED in confronto alle forme costruttive convenzionali degli apparecchi da incasso nel soffitto. L'elemento ottico, a partire dal suo calcolo e dalla sua costruzione, fino alla costruzione degli stampi ed alla produzione, viene realizzato completamente da ERCO.
Illuminotecnica precisa
Il sistema di lenti unico in polimeri ottici si contraddistingue per l'alta cienza e per un cono luminoso senza striature per l'illuminazione base. Esso conferisce ai prodotti che lo impiegano un aspetto singolare ed attraente.
Sistemi ottici Spherolit per faretti varychrome RGBW
Un ulteriore livello del sistema ottico serve ad una compiuta sintesi cromatica della luce colorata, ancora prima che questa venga plasmata dal collimatore e dalla lente Spherolit nel cono di luce desiderato. Il risultato: la luce dei LED può avere qualsiasi tonalità cromatica e temperatura colore, senza alcuna fastidiosa ombra cromatica.
Caratteristiche
Sistema di lenti wide flood
Il collimatore orienta dapprima la luce parallelamente. La lente curva superiore sviluppa quindi una distribuzione della luce rotosimmetrica.
Sistema di lenti oval flood
La struttura lineare parallela nella parte superiore del sistema di lenti direziona i raggi di luce a formare una distribuzione dell'intensità luminosa a simmetria assiale. Ruotando l'inserto dell'apparecchio nell'anello da incasso si può indirizzare liberamente il cono di luce ovale.
Caratteristiche
Le due diverse distribuzioni dell'intensità luminosa del sistema di lenti possono svolgere diversi compiti di illuminazione. L'ampio cono di luce rotondo serve ad un'efficiente illuminazione di fondo di superfici e zone di un ambiente, ad esempio per la presentazione delle merci. Il cono di luce ovale è destinato invece all'illuminazione di file di tavoli, banconi o passaggi, con una maggiore e quindi più economica distanza tra gli apparecchi.
Riflessione
Negli apparecchi per LED per i quali è richiesto un maggiore comfort visivo, ERCO impiega dei sistemi ottici che si basano sul principio della riflessione. Ciò vale ad esempio nel programma di apparecchi da incasso nel soffitto Quintessence dotati di riflettori Darklight, nei quali per una schermatura ottimale il livello di chiusura del diffusore è spostato indietro rispetto al piano di incasso. In tal modo si ha un angolo di antiabbagliamento definito con precisione. I riflettori Darklight con segmenti wallwasher Spherolit creano una caratteristica di distribuzione asimmetrica per un´efficiente distribuzione da downlight-wallwasher o downlight-wallwasher doppio. Per soddisfare le massime esigenze qualitative anche in questo caso il calcolo della rifrazione, la progettazione, la costruzione degli utensili e la produzione avvengono internamente negli stabilimenti ERCO.
Light Mixer
Nei downlight Quintessence per LED il riflettore superiore è
suddiviso in 8 segmenti ed è costruito in alluminio altamente
riflettente. Le riflessioni all´interno di questo Light Mixer
provvedono, soprattutto nei moduli per LED con tecnologia RGBW,
alla migliore miscelazione di luce possibile già subito sotto
l´apparecchio di illuminazione.
Diffusore
L´impiego del diffusore serve all´ottimizzazione del comfort
visivo. Il diffusore in vetro opaco riduce le luminanze dei singoli
LED e le distribuisce uniformemente sulla propria superficie,
riducendo l´abbagliamento. Inoltre il diffusore consente la
produzione di eccellenti downlight-wallwasher, molto efficienti dal
punto di vista energetico.
Wallwasher
Spherolit
Per ottenere gli illuminamenti uniformi sulle superfici verticali
necessari per l´illuminazione diffusa delle pareti, il riflettore
Darklight è dotato di sferoliti in un suo segmento. Nell´immagine
il diffusore è stato smontato per rendere visibile la disposizione
del modulo LED. Con gli speciali riflettori brevettati il cono di
luce arriva a illuminare il muro da appena sotto il soffitto.
Angolo di antiabbagliamento e tecnica Darklight
Un angolo di antiabbagliamento di 30°
(a sinistra) offre una buona omogeneità degli illuminamenti sul
pavimento ed un livello di rendimento molto elevato.
Gli apparecchi con un angolo di antiabbagliamento di 40° (a destra)
denotano un maggiore comfort visivo, che può essere anche dedotto
dai valori UGR riportati nelle schede tecniche dei prodotti. Se
l´osservatore si trova nella parte schermata della lampada il
riflettore non genera dei riflessi abbaglianti.
Con il loro profilo calcolato al computer, i riflettori Darklight di ERCO coniugano il massimo del comfort visivo con un elevato livello di rendimento. Finché la lampada rimane nella parte schermata dell'apparecchio non si ha quasi nessuna luminanza sul riflettore Darklight, e l'occhio non viene abbagliato. Per un comfort visivo ottimale si consigliano angoli di antiabbagliamento maggiori, ad esempio negli ambienti molto rappresentativi o per le attività di lavoro alla scrivania. La procedura UGR (Unified Glare Rating) valuta quantitativamente l´abbagliamento psicologico. Con un valore UGR di 17.3 un downlight con un angolo di antiabbagliamento di 40° offre un maggiore comfort visivo di un apparecchio simile con un angolo di antiabbagliamento di 30° e un valore UGR pari a 19.0.
Con un proprio layout delle piastre, dotate di LED dai binning accuratamente selezionati, ERCO garantisce un flusso luminoso ed una resa cromatica ottimizzati per i diversi compiti di illuminazione.
I sistemi ottici degli strumenti di illuminazione per LED si distinguono sensibilmente da quelli degli apparecchi comuni. ERCO sviluppa e produce autonomamente questi sistemi, per ottimizzarli e per sfruttare al massimo il potenziale di efficienza e qualità della luce dei LED.
ERCO dà particolare importanza alla gestione del calore, facendo sì che i moduli LED operino al di sotto delle temperature critiche, in modo da poterli sfruttare per tutta la loro durata utile mantenendo la loro specifica potenza per tutto il tempo dell´utilizzo.
I LED necessitano di una componentistica perfettamente adattata. Lo sviluppo dei propri moduli elettronici all´interno dell´azienda conferisce ad ERCO la massima libertà nella progettazione di strumenti di illuminazione dalle forme e dalle funzioni innovative.
Programmazione luminosa con i LED
I LED ed i sistemi di programmazione luminosa digitali come il Light System DALI sembrano fatti apposta gli uni per gli altri. Nessun altro tipo di lampada è regolabile in modo altrettanto flessibile ed efficiente come i LED. Oltre alla comodità, la programmazione luminosa offre ampi margini per sviluppare un´illuminazione scenografica creativa al motto "tune the light" e la possibilità di sfruttare al massimo i potenziali di risparmio energetico.
Per una progettazione razionale e per una maggiore praticità d´impiego, ERCO integra la tecnologia LED nel design di sistema del programma già esistente. L´ampiezza del programma in quanto a forme costruttive, caratteristiche di distribuzione, potenze e temperature colore riesce a soddisfare qualsiasi esigenza.
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