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Parliamo di ottiche: segreti dell’illuminazione a LED

17 Giugno 2024

Egoluce spiega l’importanza dei Sistemi ottici per Lampade LED

 

Nell’ambito dei sistemi di illuminazione professionale si sente spesso parlare di ottiche secondarie delle luci LED, queste tipologie di ottiche vengono installate sui LED per concentrare e convogliare la luce modificando la distribuzione fotometrica. In un LED la luce viene emessa da un diodo coperto da un involucro chiamato ottica primaria. Questo involucro modella la luce, ma il fascio che crea è ampio e perde di intensità man mano che si allontana dalla fonte, rendendolo non adatto per alcune tipologie di impiego.

Per correggere queste problematiche vengono aggiunte all’ottica primaria delle ottiche secondarie che permettono di creare una luce più diffusa o focalizzata in base alle necessità progettuali. Sono elementi necessari per focalizzare i raggi luminosi e mantenere l’intensità del fascio, migliorando inoltre la distribuzione della luce. Oltre a indirizzare la luce, le ottiche secondarie offrono modi creativi per giocare con i fasci luminosi e creare differenti effetti, contribuendo a migliorare l’efficacia di un sistema di illuminare adeguatamente l’ambiente. Nella maggior parte dei casi è possibile trovare un riferimento in merito alle ottiche nelle schede tecniche dei prodotti: sono identificate con una serie di valori che indicano i gradi dell’angolo di apertura del fascio luminoso. In commercio sono disponibili LED con ottiche a partire da un valore minore di 10°, quindi molto strette, fino ad arrivare a valori superiori ai 60°, quindi molto ampie.

 

Tipologie di ottiche secondarie

Le ottiche secondarie si possono dividere principalmente in due famiglie:

Lenti: Le lenti utilizzano principi di rifrazione e di riflessione totale interna TIR – Total Internal Reflection. Uno dei benefici che si hanno utilizzando una lente è la precisione con cui si riesce a controllare il fascio luminoso emesso. La distribuzione del solido fotometrico e il rendimento luminoso del sistema varia a seconda dei materiali e del trattamento superficiale della lente stessa.

Riflettori: I riflettori utilizzano il principio di riflessione ma ad ogni rimbalzo del fascio di luce sulla superficie del riflettore si ha una perdita, perché il materiale su cui si riflette il fascio luminoso ne assorbisce una parte. La distribuzione fotometrica è data principalmente dalla geometria del riflettore, dal trattamento superficiale e dalle caratteristiche fisiche del materiale depositato all’interno del riflettore. Questo tipo di ottiche hanno una efficienza più bassa rispetto a quella offerta da una lente, tutto il fascio emesso dal LED non riesce ad essere riflesso e risulta non controllato.

Sistemi Ibridi: Esistono anche sistemi ibridi che usano lenti e riflettori insieme e sistemi che utilizzano diaframmi apposti all’ottica secondaria, in grado di sagomare la luce.

 

Materiali delle ottiche

Le lenti sono realizzare con materiali termoplastici, i più comuni sono: PMMA (polimetilmetacrilato), materiale molto malleabile nella trasformazione. PC/APEC (policarbonato), resistente agli urti ma si graffia più facilmente, materiale indicato per prodotti con indici di resistenza elevata e infine il Silicone, resistente alle alte temperature, presenta un rischio minore di ingiallimento nel tempo. Anche i riflettori per LED sono costruiti con l’utilizzo di materiali termoplastici in particolare: PC (Policarbonato) e PCHT (Policarbonato High Temperature) hanno bisogno di un passaggio di trasformazione in più chiamato metallizzazione, in grado di depositare lo strato riflettente sulla superficie di cui il riflettore stesso è costituito.

 

Utilizzare una lente oppure un riflettore?

Non è possibile affermare a priori quale tipologia di ottica secondaria sia migliore rispetto alle altre in quanto la valutazione deve essere fatta in base all’applicazione, in base alla sorgente utilizzata e alle specifiche di progettazione. Lenti e riflettori vengono prodotti sia per il power e mid power LED, che per i COB LED, dunque la scelta dell’ottica è determinata solo in parte dalla tipologia del LED utilizzato. Le ottiche secondarie con riflettori, hanno un’efficienza luminosa più bassa rispetto a quelle offerte da una lente, perché ad ogni rimbalzo del fascio di luce sulla superficie del riflettore, questo ne assorbirà una parte e quindi non tutto il fascio luminoso sarà controllato. A parità di dimensioni con una lente si riesce a controllare quasi l’intero flusso luminoso e quindi, in generale i sistemi dotati di ottica con lente sono più precisi rispetto ad analoghi con riflettore, soprattutto in presenza di emissioni fotometriche con angoli molto stretti (narrow beam).

Le ottiche impattano in maniera ancora più importante in ambiti come le industrie e i campi sportivi dove deve essere garantita l’uniformità di illuminamento richiesto dalla normativa.

Quando si sceglie un’ottica bisogna dunque comprendere quali sono le esigenze estetiche e funzionali del progetto illuminotecnico, così da poter effettuare la scelta adeguata dell’angolo di apertura e l’ottica più adatta, senza incorrere in errori che potrebbero causare un’illuminazione carente.

 

Egoluce

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