März 2024
Im Zusammenhang mit professionellen Beleuchtungssystemen hört man oft von Sekundäroptiken für LED-Leuchten. Diese Arten von Optiken werden auf LEDs installiert, um das Licht zu bündeln und zu lenken, indem die photometrische Verteilung verändert wird.
Bei einer LED wird das Licht von einer Diode ausgestrahlt, die von einem Gehäuse, der so genannten Primäroptik, abgedeckt wird. Diese Umhüllung formt das Licht, aber der dadurch erzeugte Strahl ist breit und verliert an Intensität, je weiter er sich von der Quelle entfernt, was ihn für bestimmte Anwendungen ungeeignet macht.
Um diese Probleme zu beheben, wird die Primäroptik durch eine Sekundäroptik ergänzt, die je nach Designanforderungen ein diffuseres oder fokussierteres Licht erzeugt. Sie sind notwendig, um die Lichtstrahlen zu bündeln und die Intensität des Lichtstrahls beizubehalten, während sie gleichzeitig die Lichtverteilung verbessern.
Neben der Lichtlenkung bieten Sekundäroptiken kreative Möglichkeiten, mit Lichtstrahlen zu spielen und verschiedene Effekte zu erzeugen, die dazu beitragen, die Effektivität eines Systems zur angemessenen Beleuchtung der Umgebung zu verbessern.
In den meisten Fällen finden Sie in den Produktdatenblättern einen Hinweis auf die Optik; sie sind mit einer Reihe von Werten gekennzeichnet, die den Grad des Abstrahlwinkels angeben. Im Handel erhältlich sind LEDs mit Optiken von weniger als 10°, also sehr eng, bis hin zu Optiken von mehr als 60°, also sehr breit.
Arten von Sekundäroptiken
Sekundäroptiken lassen sich hauptsächlich in zwei Familien einteilen:
Linsen
Linsen nutzen die Prinzipien der Brechung und der TIR (Total Internal Reflection). Einer der Vorteile der Verwendung einer Linse ist die Präzision, mit der der ausgesandte Lichtstrahl gesteuert werden kann.
Die photometrische Raumverteilung und die Lichtleistung des Systems variieren je nach Material und Oberflächenbehandlung der Linse.
Reflektoren
Reflektoren arbeiten nach dem Prinzip der Reflexion, aber jedes Mal, wenn der Lichtstrahl an der Reflektoroberfläche abprallt, entsteht ein Verlust, weil das Material, an dem der Lichtstrahl reflektiert wird, einen Teil des Lichts absorbiert.
Brillenglasmaterialien
Brillengläser
Brillengläser werden aus thermoplastischen Materialien hergestellt, von denen die gängigsten sind:
PMMA (Polymethylmethacrylat): sehr verformbares Material bei der Verarbeitung.
PC/APEC (Polycarbonat): stoßfest, aber leichter zerkratzbar, geeignet für Produkte mit hohem Widerstandsindex
Silikon: beständig gegen hohe Temperaturen, geringeres Risiko des Vergilbens im Laufe der Zeit.
Reflektoren
Auch Reflektoren für LEDs werden insbesondere aus thermoplastischen Materialien hergestellt:
PC (Polycarbonat)
PCHT (Polycarbonat High Temperature)
Sie erfordern einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt, die sogenannte Metallisierung, bei der sich die reflektierende Schicht auf der Oberfläche des Reflektors absetzen kann.
Eine Linse oder einen Reflektor verwenden?
Es ist nicht möglich, von vornherein zu sagen, welche Art von Sekundäroptik besser ist als die andere, da die Bewertung in Abhängigkeit von der Anwendung, der verwendeten Quelle und den Designspezifikationen vorgenommen werden muss.
Linsen und Reflektoren werden sowohl für Power- und Mid-Power-LEDs als auch für COB-LEDs hergestellt, so dass die Wahl der Optik nur teilweise von der Art der verwendeten LED abhängt.
Sekundäroptiken mit Reflektoren haben eine geringere Lichtausbeute als die einer Linse, denn jedes Mal, wenn der Lichtstrahl an der Reflektoroberfläche abprallt, absorbiert der Reflektor einen Teil des Lichts, so dass nicht der gesamte Lichtstrahl kontrolliert werden kann.
Bei gleicher Größe kann mit einer Linse fast der gesamte Lichtstrom kontrolliert werden. Daher sind Systeme mit Linsenoptik im Allgemeinen genauer als vergleichbare Reflektorsysteme, insbesondere bei photometrischen Emissionen in sehr engen Winkeln (enger Strahl).
Eine noch größere Bedeutung hat die Optik in Bereichen wie Industrie und Sportstätten, wo die gesetzlich vorgeschriebene Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke gewährleistet sein muss.
Bei der Wahl der Optik muss man sich stets über die ästhetischen und funktionalen Anforderungen des Beleuchtungskonzepts im Klaren sein, damit die richtige Wahl des Öffnungswinkels und der Optik getroffen werden kann, ohne Fehler zu machen, die zu einer unzureichenden Beleuchtung führen könnten.
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