Angoli del fascio e ottica nelle luci a testa mobile a LED

Angoli del fascio e ottica nelle luci a testa mobile a LED

Introduzione: perché l'angolo del fascio è importante per una luce a testa mobile a LED

L'angolo del fascio e l'ottica sono le basi del modo in cui unLuce a testa mobile a LEDsi esibisce sul palco. L'angolo del fascio luminoso determina la diffusione del fascio luminoso, l'intensità e il modo in cui un apparecchio interagisce con gobo, prismi e altri accessori ottici. Per lighting designer, tecnici e acquirenti, comprendere la geometria del fascio luminoso aiuta a scegliere l'apparecchio giusto per concerti, teatro, trasmissioni radiofoniche e installazioni fisse.

Concetti chiave dell'angolo del fascio e dell'ottica

Cos'è l'angolo del fascio?

L'angolo del fascio luminoso è l'angolo tra i punti in cui l'intensità luminosa scende al 50% del massimo centrale. I proiettori a testa mobile sono comunemente classificati in base al tipo di fascio luminoso: beam (molto stretto), spot (moderato) e wash (ampio). Gli intervalli tipici sono: beam 1,5°–8°, spot 10°–30°, wash 20°–60° o più.

Come l'ottica modella l'output

Le ottiche includono lenti, riflettori, collimatori e sistemi zoom. Le ottiche di alta qualità concentrano i LED in fasci stretti o li diffondono uniformemente. Le teste mobili zoom utilizzano ottiche variabili per modificare l'angolo del fascio al volo, mentre i dispositivi a fascio fisso si affidano a gruppi di lenti e gobo dedicati per modellare la luce.

Calcoli pratici: diametro e lancio della trave

Diametro del raggio a distanza

Per prevedere la larghezza di un fascio a una data distanza di proiezione, si usa la relazione geometrica: diametro del fascio = 2 × distanza × tan(angolo del fascio / 2). Esempio: un fascio di 5° a 20 metri dà diametro = 2 × 20 × tan(2,5°) ≈ 2 × 20 × 0,0436 ≈ 1,74 metri.

Stima dell'illuminamento (lux) dall'intensità del fascio

Per una semplice approssimazione della sorgente puntiforme, l'illuminamento E alla distanza d è E = I / d², dove I è l'intensità luminosa in candele (cd) e d è la distanza in metri. Un approccio più pratico per gli apparecchi utilizza i lumen e l'angolo solido del fascio luminoso. L'angolo solido Omega per un cono è Omega = 2π(1 - cos(angolo del fascio luminoso / 2)). Quindi approssimare la candela I ≈ lumen / Omega. Queste formule consentono di confrontare la luminosità di un apparecchio a una data distanza.

Confronto del tipo di fascio luminoso per luci a testa mobile a LED

Scegliere trave, spot o wash

Ogni tipo di fascio luminoso è adatto a usi specifici. I proiettori beam producono fasci nitidissimi per effetti aerei; i proiettori spot offrono proiezione gobo e bordi nitidi; i proiettori wash offrono colori uniformi. Di seguito è riportato un breve confronto per orientare la scelta.

Componenti ottici e il loro impatto

Obiettivi e sistemi di zoom

Un numero inferiore di elementi ottici può comportare una maggiore produttività, ma un minore controllo. Gli zoom multi-elemento consentono una variazione continua dell'angolo del fascio luminoso. Lenti di qualità e design asferici riducono l'aberrazione cromatica e mantengono la nitidezza dei bordi durante lo zoom.

Riflettori, collimatori e sorgenti luminose

Riflettori e collimatori modellano l'emissione grezza dei LED. Le matrici di LED spesso richiedono ottiche secondarie personalizzate per combinare più emettitori in un unico fascio coerente. La progettazione del percorso ottico determina la nitidezza dell'immagine gobo e la quantità di luce persa per diffusione.

Gobos, prismi e diffusione

I gobo proiettano pattern; la loro nitidezza dipende dall'angolo del fascio e dalla corsa del fuoco. I fasci stretti accentuano la nitidezza dei gobo, ma ne riducono la copertura. I prismi moltiplicano i fasci per ottenere effetti; i filtri di diffusione possono allargare i fasci, ma ridurre l'intensità di picco: compromessi che i progettisti devono gestire.

Compromessi sulle prestazioni e selezione degli apparecchi

Flusso luminoso in funzione dell'angolo del fascio

Angoli di fascio più piccoli concentrano i lumen in un'area più piccola, aumentando l'intensità luminosa (cd). Se un progetto richiede fasci di luce estremamente ampi, scegliete apparecchi con elevata efficienza ottica e pacchetti lumen più elevati. Per ottenere un effetto wash uniforme, optate per LED ad alto CRI e ottiche a fascio largo che privilegiano l'uniformità rispetto all'intensità di picco.

Miscelazione dei colori e qualità del fascio

I motori RGBW o multi-LED forniscono colori saturi, ma la qualità della miscelazione dipende dalla sovrapposizione ottica. Mixer e omogeneizzatori ben progettati producono colori uniformi senza pixel LED visibili, un aspetto particolarmente importante per i wash ravvicinati e le riprese con la telecamera.

Calcoli di esempio e confronto con il mondo reale

Esempio: confronto di due apparecchi

Supponiamo che l'apparecchio A abbia 8.000 lumen, fascio luminoso di 5°. L'apparecchio B abbia 8.000 lumen, fascio luminoso di 25°. Quale dei due è più luminoso in asse a 30 m?

Passaggio 1: calcolare Omega A = 2π(1 - cos(2,5°)) ≈ 2π(1 - 0,99905) ≈ 0,0059 sr. I_A ≈ 8000 lm / 0,0059 sr ≈ 1.355.932 cd. E_A a 30 m ≈ 1.355.932 / 30² ≈ 1.506 lux.

Fase 2: Omega B = 2π(1 - cos(12,5°)) ≈ 2π(1 - 0,9763) ≈ 0,1513 sr. I_B ≈ 8000 / 0,1513 ≈ 52.900 cd. E_B a 30 m ≈ 52.900 / 900 ≈ 58,8 lux.

Conclusione: stesso flusso luminoso, ma l'apparecchio a fascio stretto produce un'intensità luminosa sull'asse molto più elevata. Questo dimostra perché l'angolo del fascio è fondamentale per la luminosità percepita e la scelta dell'applicazione.

Installazione, manutenzione e consigli pratici

Montaggio e mira

Gli apparecchi a fascio luminoso richiedono un puntamento e un fissaggio precisi per creare condotti di intersezione ed evitare fuoriuscite indesiderate. Utilizzate forcelle e cavi di sicurezza adatti al peso dell'apparecchio e pianificate i percorsi dei fasci luminosi per evitare l'abbagliamento del pubblico e il riverbero della telecamera.

Manutenzione per preservare le prestazioni ottiche

Mantenere lenti e gobo puliti; polvere e impronte digitali diffondono la luce e riducono il contrasto. Controllare periodicamente i meccanismi di messa a fuoco e le ventole di servizio per mantenere la stabilità termica: il colore e l'emissione dei LED possono variare con la temperatura.

Perché scegliere KIMU per le esigenze di luci a testa mobile a LED

Competenza e credenziali di produzione KIMU

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Scegliere la giusta testa mobile a LED per il tuo progetto

Lista di controllo per gli acquirenti

Decidi il tuo scopo principale (beam, gobo, wash). Determina le distanze di proiezione e i lux desiderati sul bersaglio. Controlla l'emissione luminosa, l'intervallo di zoom, le opzioni di gobo e prisma, la qualità della miscelazione dei colori e la strategia di raffreddamento. Verifica certificazioni e garanzia. Per soluzioni su misura, considera le opzioni personalizzate KIMU per ottimizzare le caratteristiche ottiche e meccaniche in base alla tua location.

Domande frequenti

Quale angolo di fascio dovrei scegliere per i concerti?

Per effetti aerei più intensi durante i concerti, scegliete proiettori beam con angolazione da 2° a 6° per fasci a lunga gittata. Combinate proiettori spot (10°-25°) per le alte luci e proiettori wash per la luce frontale e i riempimenti di colore.

In che modo l'angolo del fascio influenza la proiezione del gobo?

Fasci più stretti aumentano la nitidezza e il contrasto dei gobo, ma riducono le dimensioni dell'immagine proiettata a una determinata distanza. Per gobo grandi e dettagliati, è consigliabile scegliere un proiettore spot con una portata e una messa a fuoco sufficienti.

Posso convertire i lumen in lux per una determinata distanza?

Sì. Usa la conversione dell'angolo solido: calcola Omega = 2π(1 - cos(angolo del fascio/2)), approssima candela come lumen / Omega, quindi lux alla distanza d è candela / d². Questo fornisce una stima pratica per la pianificazione del palcoscenico.

Come posso mantenere la qualità del fascio nel tempo?

Pulire regolarmente lenti e gobo, ispezionare i sistemi di raffreddamento, verificare le funzioni meccaniche di messa a fuoco e zoom e sostituire LED o driver obsoleti secondo necessità. Una corretta manutenzione preserva la resa e la fedeltà ottica.

KIMU offre ottiche personalizzate per angoli di fascio specifici?

Sì. KIMU è specializzata in progetti su misurailluminazione scenicaSoluzioni e possiamo sviluppare ottiche personalizzate, angoli di fascio e adattamenti meccanici per soddisfare le vostre esigenze di produzione. Contattate KIMU tramite il sito web per richieste OEM/ODM.

Dove posso trovare ulteriore supporto tecnico?

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