返回 Parlez du concept de base de l'optique LED

L’optique est une branche de la physique qui étudie les propriétés et le comportement de la lumière, y compris l’interaction de la lumière avec des objets, la construction, l’utilisation ou la détection d’instruments optiques.

Un luminaire est un dispositif utilisé pour modifier la répartition lumineuse d’une source, la diffuser ou la disperser, à cette fin, des composants optiques (réflecteurs, diffuseurs, lentilles, etc.) et des composants auxiliaires (prises, Leads, démarreurs, ballasts, etc.). Le luminaire contient également des sections pour sécuriser et protéger la source de lumière et les accessoires de câblage.

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▲Figure 2.1.1 Combinaison fonctionnelle simplifiée de luminaires à LED

A propos des composants optiques

Le composant optique a pour principale fonction de modifier la répartition de l'intensité de la source et / ou de diffuser la lumière, ce qui provoque une dispersion. Les composants optiques de différentes géométries peuvent produire différentes courbes de distribution de l'intensité lumineuse (LIDC).

Le but d'utiliser des composants optiques:

Changer la distribution du flux lumineux de la source, la moduler ou la casser;

Réduit la luminosité que l'observateur peut ressentir selon un certain angle - limite les reflets;

Changer la composante spectrale de la source de lumière après avoir traversé le filtre optique.

À propos de la courbe de distribution de l'intensité lumineuse - LIDC

L'intensité lumineuse de la source ponctuelle approximative est mesurée dans toutes les directions et le vecteur est marqué dans l'espace centré sur la source lumineuse, puis les points extrêmes des vecteurs sont connectés pour obtenir la surface de luminosité du plan (Remarque: il s'agit d'une surface 3D). ).

Dans les calculs, il suffit généralement de connaître la distribution numérique de plusieurs sections spécifiques de la surface 3D, qui passent généralement par le centre de la source. De cette manière, nous obtenons la courbe de distribution de l'intensité lumineuse en coordonnées polaires. Le LIDC est généralement affiché sur un plan qui passe au centre de la source de lumière ou du luminaire. La surface de faisceau la plus courante est C-γ (remarque: on dit souvent le plan C), dont l'axe est perpendiculaire à la surface de sortie principale du luminaire.

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▲图 2.1.2 标准 (EN13032-1) 光强分布曲线截面体系

Lorsque la courbe de répartition de l'intensité lumineuse est produite, la valeur de l'intensité lumineuse est exprimée uniformément par le flux lumineux de la source lumineuse de 1 000 lm, afin que la courbe de répartition de l'intensité lumineuse de la lampe ne soit pas affectée par le flux lumineux de la source lumineuse utilisée.

L'espace d'éclairage nécessite différentes courbes de répartition de la lumière pour répondre aux critères d'applications spécifiques ou d'opérations visuelles (voir Figures 2.1.3 et 2.1.4). Vous trouverez ci-dessous certains des luminaires dotés d'optiques différentes et adaptés à une variété de besoins.

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▲图 2.1.3 光强分布曲线的基本形状4.webp.jpg

▲图 2.1.4 光强分布曲线的基本方向

La formule est la suivante :

Efficacité des composants optiques —— LOR(Luminaire Output Ratio)5.webp.jpg

Le rendement du composant optique est égal au rapport entre le flux lumineux du luminaire et le flux lumineux total de toutes les sources du luminaire.

A propos du réflecteur

Un réflecteur est un élément optique qui contrôle la lumière d’une source par réflexion d’un matériau réfléchissant. Les matériaux réfléchissants sont divisés en matériaux réfléchissants spéculaires, diffus et mélangés.

Il existe deux types principaux de réflecteurs: le premier fait référence à quatre réflecteurs coniques géométriques de base: elliptique, ruban, hyperbolique et parabolique (Figure 2.2.1), le second aux réflecteurs non coniques. Par exemple, carrées ou asymétriques, leurs surfaces réfléchissantes sont également des figures géométriques de base.

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▲图 2.2.1 Quatre géométries de base du réflecteur

Réflecteur elliptique - Si la source de lumière est placée au centre du réflecteur elliptique, le faisceau sera réfléchi sur l’autre centre de l’ellipse imaginaire. De tels réflecteurs sont souvent utilisés dans les lampes à répartition de lumière de largeur moyenne et large.

Réflecteur en bande - Le centre de l'arc de ce réflecteur est connecté à l'extérieur de l'arc du réflecteur et est connecté par des segments de courbure différente. L'avantage de ce type de réflecteur est qu'il projette la lumière avec précision à l'endroit souhaité, mais la précision de la production dépend de la géométrie du réflecteur fini.

Réflecteurs hyperboliques - produisent une distribution lumineuse de largeur moyenne et large.

Réflecteur parabolique - produit une distribution lumineuse étroite. De tels réflecteurs sont utilisés dans des zones relativement petites nécessitant des niveaux d'éclairage élevés.

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▲图 2.2.2 Divers réflecteurs pour sources lumineuses à LED

Réflecteur polycristallin - Le réflecteur contient un grand nombre de petites surfaces avec des angles de rotation différents pour la conception du réflecteur afin de garantir une meilleure répartition du flux lumineux dans la direction souhaitée.8.webp.jpg

▲Figure 2.2.3 Réflecteur polyplanaire: assure une meilleure répartition du flux dans la direction souhaitée

À propos de l'angle d'ombrage du réflecteur

L'angle d'ombrage indique l'angle auquel la source de lumière est bloquée par le réflecteur à l'intérieur du luminaire. L'angle d'ombrage est l'angle entre le plan horizontal et le bord du réflecteur et l'extrémité de la source de lumière (Figure 2.2.4).

L'angle d'ombrage est défini comme suit:9.webp.jpg

Annotation:

         h:Étant donné la distance entre la surface de sortie de la source lumineuse et la surface émettrice de lumière de la source lumineuse

         R:Rayon de la sortie du réflecteur

         r:Rayon de la source lumineuse10.webp.jpg

▲Figure 2.2.4 Angle d'ombrage11.webp.jpg

▲Figure 2.2.5 Position finale de diverses sources lumineuses

La figure 2.2.5 montre les surfaces éclairées de différentes sources de lumière. Par exemple, la surface éclairée d'une ampoule à incandescence transparente est l'extrémité de l'autre côté du filament par rapport à l'observateur.

A propos du diffuseur

Le diffuseur diffuse la lumière lors de son passage. La lumière diffuse peut également être obtenue par réflexion diffuse de la lumière sur une surface blanche. Sur la base du principe de diffusion, les diffuseurs sont divisés en types: diffuseurs opalescent, gaussiens et prismatiques. (comme le montre la figure 2.3.1)12.webp.jpg

▲Figure 2.3.1 Type de base du mécanisme de diffusion

Un diffuseur présentant des caractéristiques de pénétration de dispersion uniformes (type blanc laiteux) peut diffuser uniformément la lumière de la source lumineuse dans différentes directions sans révéler la forme de la source lumineuse. Un diffuseur présentant une caractéristique de pénétration hybride (gaussienne ou prismatique) modifie la distribution du flux lumineux dans une direction spécifique, non seulement ne révèle pas la forme de la source lumineuse, mais remodèle également la courbe de distribution de l'intensité lumineuse.

Un diffuseur blanc laiteux - un diffuseur blanc laiteux - produit de la lumière à travers un matériau diffusant commun contenant des particules diffusantes uniformément réparties pour produire une courbe de distribution d'intensité cosinus.

Diffuseur gaussien - produit une courbe de distribution de l'intensité de la lumière gaussienne. La lumière est dispersée dans différentes directions après avoir traversé une surface à structure fine comme une surface sablée

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▲Figure 2.3.2 Comparaison du diffuseur blanc laiteux et du diffuseur gaussien

Diffuseurs prismatiques - une combinaison de diffuseurs à microprisme qui sont essentiellement des lentilles réfractives. Selon la loi de réfraction, des configurations géométriques telles que des pyramides, des hexagones, des dômes et des pyramides triangulaires peuvent être utilisées pour créer la courbe de distribution d'intensité souhaitée.

  Ils sont généralement utilisés dans les luminaires nécessitant des spécifications de qualité d'éclairage élevées (valeur UGR-Eblouissement; luminosité moyenne des appareils Lavg).


Voici des exemples des diffuseurs à microprisme les plus couramment utilisés.14.webp.jpg

▲Prisme à 115 ° en ligne droite15.webp.jpg

▲Prisme à 90 ° en ligne droite16.webp.jpg

▲Prisme à grille à 90 °17.webp.jpg

▲Prisme à cône carré18.webp.jpg

▲Prisme triangulaire

À propos de l'objectif

Une lentille est un dispositif optique à symétrie précise ou presque axiale qui permet à la lumière de pénétrer et de se réfracter pour converger ou diverger.19.webp.jpg

▲Figure 2.4.1 Deux types de base de lentilles - les lentilles convexes (convergentes)20.webp.jpg

▲Figure 2.4.1 Deux types de base de lentilles - les lentilles concaves (divergentes)

Une seule lentille contient un composant optique. Une lentille composite comprend une colonne de lentilles simples coaxiales. L'utilisation d'une combinaison de plusieurs objectifs peut réduire plus d'aberrations que d'utiliser un seul objectif. La lentille est principalement en verre ou en plastique transparent.21.webp.jpg