Sistemi ottici per LED
La qualità dei sistemi ottici influisce in larga misura sull´efficienza complessiva di un apparecchio 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 delle produzioni, tutte eseguite 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 10° - 20°.
Flood
Per l´efficiente illuminazione d´accento di oggetti grandi o per portare in primo piano una parte di un ambiente.
Angolo di distribuzione
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. 30° a 90°.
Wallwash La distribuzione dell´intensità luminosa del wallwasher con lente è tale da generare un´ottima omogeneità dell´illuminazione della parete.
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.
SpotLa lente Spherolit spot ha degli sferoliti molto piatti e crea quindi una minore dispersione ed un angolo stretto di distribuzione della luce.
Wide floodLe 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.
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.
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.
Illuminazione indiretta dei gradini
Per non abbagliare chi sale i gradini, nella loro illuminazione è importante una buona schermatura dei LED. Per questo negli apparecchi Axis Walklight l'orientamento della luce avviene in modo indiretto, in modo che il modulo LED rimanga celato alla vista dell'osservatore.
Produzione dei riflettori Spherolit
I riflettori brevettati Spherolit vengono stampati in alluminio. La loro tecnologia innovativa richiede la massima precisione e nuovi approcci nella costruzione degli utensili e nel processo di produzione.
Dalla combinazione di un modulo LED e di un´unità di un riflettore inferiore deriva il prodotto finito Quintessence
, realizzato su ordinazione. Gli innovativi dispositivi, come gli scaffali "Pick by Light", garantiscono la correttezza degli abbinamenti senza errori.
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 richiedono una componentistica concepita su misura. Lo sviluppo dei moduli elettronici all´interno dell´azienda dà ad ERCO la massima libertà nel definire forme e funzioni di strumenti di illuminazione innovativi.
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.
