La ricerca della distribuzione ottimale della luce

L’ingegneria ottica è una professione stimolante. Questo è particolarmente vero quando le soluzioni illuminotecniche devono essere adattate alle preferenze di progettazione mantenendo una distribuzione della luce ottimale. Per-Arne Torstensson è un ingegnere ottico senior presso TYRI la cui giornata lavorativa consiste nell’integrazione di sistemi e tecnologie di lenti nei fari con un design visivo specifico. Ci dice qualcosa in più su cose importanti da considerare quando si tenta di creare una distribuzione della luce ottimale.

Per-Arne Torstensson ha lavorato con l’ottica per oltre 30 anni, gli ultimi tre dei quali sono stati presso TYRI. “Il motivo per cui ho fatto domanda per lavorare in TYRI è stato perché utilizzavano LightTools, uno degli strumenti software più sofisticati per la progettazione ottica. Ciò ha suscitato immediatamente la mia curiosità e ho intuito che sarebbe stata una sfida eccitante. In TYRI sono in grado di sviluppare ulteriormente la mia esperienza nell’ottica e nell’illuminazione e sono anche in grado di imparare come un faro e la sua tecnologia possano essere integrate in un design visivo specifico “, afferma Per-Arne.

INGEGNERIA OTTICA

Gran parte del lavoro di Per-Arne prevede la creazione di una distribuzione ottimale della luce attorno ad una macchina operatrice, che spesso ha molti fari che devono essere combinati nel modo giusto per ottenere la migliore illuminazione possibile. Inoltre, le luci devono anche soddisfare le preferenze di progettazione del cliente senza compromettere la qualità della distribuzione della luce stessa. “Una mietitrebbia di solito ha da 25 a 30 fari, che spesso hanno proprietà diverse e distribuzione della luce. Le luci devono avere proprietà diverse ma devono comunque funzionare insieme per ottenere una distribuzione ottimale della luce attorno al mezzo. È un compito abbastanza complesso ed è questa conoscenza che noi di TYRI vogliamo condividere con i nostri clienti. L’illuminazione corretta su una macchina operatrice sia di piccole che grandi dimensioni è fondamentale sia per la sicurezza che per la produttività “, afferma Per-Arne.

DESIGN DELLE LENTI

Il design, all’interno dell’illuminazione, è diventato sempre più importante nel corso degli anni ed i fari montati sui mezzi sono oggi un segno distintivo di molti marchi. TYRI lavora regolarmente nello sviluppo del design e crea volentieri nuove tipologie di fari in base alle preferenze di progettazione del cliente. A volte, tuttavia, le specifiche di progettazione di un cliente sono già state completamente decise, il che rende difficile ottenere una soluzione ottimale per il sistema ottico. È compito di Per-Arne affrontare questa sfida e cercare di trovare un design del faro e delle sue caratteristiche di illuminazione in grado di soddisfare i criteri.

I progetti più complicati a volte richiedono diversi tipi di lenti che lavorando contemporaneamente hanno la funzione di dare una luce uniforme e potente intorno alla macchina. Le lenti sono prodotte mediante stampaggio ad iniezione con diversi materiali plastici come il policarbonato. La forma calcolata della lente deve essere preservata per tutta la produzione, ma poiché la plastica si restringe quando si raffredda dopo lo stampaggio ad iniezione, a volte spuntano irregolarità nella forma che cambiano significativamente le proprietà della lente. Queste irregolarità possono spesso essere compensate nei calcoli prima dello stampaggio, ma, quando si lavora su più lenti, le irregolarità possono accumularsi e complicare il lavoro. Anche questo fa parte del know how di TYRI.

ABBAGLIAMENTO

Un altro aspetto importante del lavoro sull’ottica è cercare di creare una distribuzione della luce che produca un abbagliamento minimo. Uno dei nostri obiettivi è quello di iniziare a utilizzare dei sensori di luce all’interno del faro INTELLIlight, dal momento che questo permette di ottenere ulteriori informazioni sulla luce in arrivo e gestire di conseguenza la variazione di luce in funzione delle condizioni esterne in modo più efficiente.”

DISTRIBUZIONE DELLA LUCE E LUMEN

Un modulo LED distribuisce la luce in diverse direzioni e il sistema di lenti ha il compito di dirigere la luce per ottenerne la distribuzione desiderata. È importante ricordare che il totale dei lumen non può indicare da solo una buona distribuzione della luce. Una distribuzione della luce di 2.500 lumen può essere migliore di una da 4.000 lumen, poiché quest’ultima può diffondersi in modo non ordinato e presentare un rischio maggiore di abbagliamento.

“Ciò che meglio descrive le proprietà di una luce è la distribuzione dell’intensità, in altre parole, come la luce viene distribuita in angoli diversi, non il massimo dei lumen della luce LED. Molti clienti commettono l’errore di chiedere il la massima quantità di lumen totale, ma ciò non fornisce necessariamente la migliore distribuzione della luce. Questo può essere paragonato a giudicare le prestazioni di un’auto solo ottenendo informazioni sulla sua potenza, che non dice nulla sulla velocità con cui l’auto accelera o sulla sua velocità massima. Una buona distribuzione della luce è molto più complicata di un alto numero di lumen totali”, afferma Per-Arne.

Inoltre, diverse aziende e fornitori misurano il lumen in base a diversi fattori. I produttori cinesi, ad esempio, specificano frequentemente il lumen teorico anziché il lumen effettivo trattenuto dopo che la luce è passata attraverso il sistema di lenti. Nel migliore dei casi, circa il 75-80 percento del lumen teorico della luce a LED può essere raccolto da una lente. In soluzioni ottiche inadeguate, nemmeno la metà del lumen teorico della luce può essere raggiungibile.