Angles de faisceau et optiques des projecteurs à tête mobile à LED

Angles de faisceau et optiques des projecteurs à tête mobile à LED

Introduction : Pourquoi l'angle du faisceau est important pour un projecteur à tête mobile à LED

L'angle du faisceau et l'optique sont la base de la façon dont unProjecteur à tête mobile à LEDSe produit sur scène. L'angle du faisceau détermine sa diffusion, son intensité et l'interaction d'un projecteur avec les gobos, les prismes et autres accessoires optiques. Pour les concepteurs lumière, les techniciens et les acheteurs, comprendre la géométrie du faisceau facilite le choix du projecteur idéal pour les concerts, le théâtre, la diffusion et les installations fixes.

Concepts clés de l'angle du faisceau et de l'optique

Qu'est-ce que l'angle du faisceau ?

L'angle du faisceau correspond à l'angle complet entre les points où l'intensité lumineuse chute à 50 % du maximum central. Les lyres asservies sont généralement classées par type de faisceau : beam (très étroit), spot (modéré) et wash (large). Les plages typiques sont : beam 1,5°–8°, spot 10°–30°, wash 20°–60° ou plus.

Comment l'optique façonne la sortie

Les optiques comprennent des lentilles, des réflecteurs, des collimateurs et des systèmes de zoom. Les optiques de haute qualité concentrent les LED en faisceaux serrés ou les répartissent uniformément. Les lyres à zoom utilisent des optiques variables pour modifier l'angle du faisceau à la volée, tandis que les projecteurs à faisceau fixe utilisent des lentilles et des gobos dédiés pour modeler la lumière.

Calculs pratiques : diamètre et portée du faisceau

Diamètre du faisceau à distance

Pour prédire la taille d'un faisceau à une distance de projection donnée, utilisez la relation géométrique : diamètre du faisceau = 2 × distance × tan(angle du faisceau / 2). Exemple : un faisceau de 5° à 20 mètres donne un diamètre = 2 × 20 × tan(2,5°) ≈ 2 × 20 × 0,0436 ≈ 1,74 mètre.

Estimation de l'éclairement (lux) à partir de l'intensité du faisceau

Pour une approximation simple de la source ponctuelle, l'éclairement lumineux E à la distance d est E = I / d², où I est l'intensité lumineuse en candelas (cd) et d la distance en mètres. Une approche plus pratique pour les luminaires utilise les lumens et l'angle solide du faisceau. L'angle solide Ω pour un cône est Ω = 2π(1 - cos(angle du faisceau / 2)). On estime alors la candela I ≈ lumens / Ω. Ces formules permettent de comparer la luminosité apparente d'un luminaire à une distance donnée.

Comparaison des types de faisceaux pour projecteurs à tête mobile à LED

Choisir un faisceau, un spot ou un wash

Chaque type de faisceau a des applications spécifiques. Les projecteurs Beam produisent des faisceaux d'une netteté remarquable pour des effets aériens ; les projecteurs Spot offrent une projection de gobos et des contours nets ; les projecteurs Wash produisent des effets de couleurs uniformes. Vous trouverez ci-dessous une comparaison concise pour vous guider dans votre choix.

Composants optiques et leur impact

Objectifs et systèmes de zoom

Moins d'éléments optiques peuvent se traduire par un débit plus élevé, mais un contrôle moindre. Les zooms multiéléments permettent un changement continu de l'angle du faisceau. Le verre de qualité et les conceptions asphériques réduisent l'aberration chromatique et préservent la netteté des contours lorsque le faisceau zoome.

Réflecteurs, collimateurs et sources lumineuses

Les réflecteurs et les collimateurs façonnent le flux lumineux brut des LED. Les matrices de LED nécessitent souvent des optiques secondaires sur mesure pour combiner plusieurs émetteurs en un seul faisceau cohérent. La conception du chemin optique détermine la netteté de l'image du gobo et la quantité de lumière perdue par diffusion.

Gobos, prismes et diffusion

Les gobos projettent des motifs ; leur netteté dépend de l'angle du faisceau et de la distance focale. Les faisceaux étroits accentuent la netteté des gobos, mais réduisent leur couverture. Les prismes multiplient les faisceaux pour créer des effets ; les filtres de diffusion peuvent élargir les faisceaux, mais réduire l'intensité maximale : des compromis que les concepteurs doivent gérer.

Compromis de performance et choix des équipements

Flux lumineux vs angle du faisceau

Des angles de faisceau plus petits concentrent les lumens sur une zone plus restreinte, augmentant ainsi l'intensité lumineuse (cd). Si votre projet nécessite des faisceaux extrêmement aériens, choisissez des luminaires à forte efficacité optique et à flux lumineux plus élevés. Pour des éclairages wash uniformes, privilégiez les LED à IRC élevé et les optiques à faisceau large qui privilégient l'uniformité à l'intensité maximale.

Mélange de couleurs et qualité du faisceau

Les moteurs RGBW ou multi-LED produisent des couleurs saturées, mais la qualité du mélange dépend du chevauchement optique. Des mélangeurs et homogénéisateurs bien conçus produisent des couleurs fluides sans pixels LED visibles, ce qui est particulièrement important pour les gros plans wash et les prises de vue en caméra.

Exemples de calculs et comparaison avec le monde réel

Exemple : comparaison de deux appareils

Supposons que le luminaire A : 8 000 lumens, faisceau de 5°. Le luminaire B : 8 000 lumens, faisceau de 25°. Lequel est le plus lumineux dans l’axe à 30 m ?

Étape 1 : calculer Omega A = 2π(1 - cos(2,5°)) ≈ 2π(1 - 0,99905) ≈ 0,0059 sr. I_A ≈ 8 000 lm / 0,0059 sr ≈ 1 355 932 cd. E_A à 30 m ≈ 1 355 932 / 30² ≈ 1 506 lux.

Étape 2 : Oméga B = 2π(1 - cos(12,5°)) ≈ 2π(1 - 0,9763) ≈ 0,1513 sr. I_B ≈ 8 000 / 0,1513 ≈ 52 900 cd. E_B à 30 m ≈ 52 900 / 900 ≈ 58,8 lux.

Conclusion : même flux lumineux, mais le luminaire à faisceau étroit produit un lux dans l'axe bien plus élevé. Cela démontre pourquoi l'angle du faisceau est crucial pour la luminosité perçue et le choix de l'application.

Installation, entretien et conseils pratiques

Montage et visée

Les projecteurs à faisceau nécessitent une orientation et des points d'ancrage précis pour créer des faisceaux croisés et éviter les projections indésirables. Utilisez des étriers et des câbles de sécurité adaptés au poids du projecteur, et planifiez les trajectoires des faisceaux pour éviter l'éblouissement du public et l'effet de la caméra.

Maintenance pour préserver les performances optiques

Maintenez les lentilles et les gobos propres ; la poussière et les traces de doigts dispersent la lumière et réduisent le contraste. Vérifiez régulièrement les mécanismes de mise au point et les ventilateurs pour maintenir la stabilité thermique. La couleur et la puissance des LED peuvent varier avec la température.

Pourquoi choisir KIMU pour vos besoins en éclairage LED à tête mobile

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Choisir la tête mobile à LED adaptée à votre projet

Liste de contrôle pour les acheteurs

Déterminez votre objectif principal (faisceaux, gobos, wash). Déterminez les distances de projection et le lux souhaité sur la cible. Vérifiez le flux lumineux, la plage de zoom, les options de gobos et de prismes, la qualité du mélange des couleurs et la stratégie de refroidissement. Vérifiez les certifications et la garantie. Pour des solutions sur mesure, pensez aux options personnalisées KIMU afin d'optimiser les optiques et les caractéristiques mécaniques en fonction de votre lieu.

Questions fréquemment posées

Quel angle de faisceau dois-je choisir pour les concerts ?

Pour des effets aériens puissants lors de concerts, privilégiez des projecteurs Beam avec une portée de 2° à 6° pour les longues portées. Combinez des projecteurs Spot (10° à 25°) pour les éclairages intenses et des projecteurs Wash pour un éclairage frontal et des effets de couleur.

Comment l'angle du faisceau affecte-t-il la projection du gobo ?

Des faisceaux plus étroits augmentent la netteté et le contraste des gobos, mais réduisent la taille de l'image projetée à une distance donnée. Pour des gobos larges et détaillés, choisissez un projecteur offrant une portée et une mise au point suffisantes.

Puis-je convertir des lumens en lux pour une distance choisie ?

Oui. Utilisez la conversion d'angle solide : calculez Oméga = 2π(1 - cos(angle du faisceau/2)), approximez la candela en lumens/Oméga, puis le lux à la distance d est candela/d². Cela fournit une estimation pratique pour la planification de la scène.

Comment maintenir la qualité du faisceau au fil du temps ?

Nettoyez régulièrement les lentilles et les gobos, inspectez les systèmes de refroidissement, vérifiez la mise au point mécanique et le zoom, et remplacez les LED ou les drivers vieillissants si nécessaire. Un entretien approprié préserve le rendement et la fidélité optique.

KIMU propose-t-il des optiques personnalisées pour des angles de faisceau spécifiques ?

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