Alcune proprietà

L’intensità luminosa di una sorgente è in generale definita come il flusso luminoso (potenza raggiante pesata con la curva di sensibilità fotopica dell’occhio umano) emesso per unità di angolo solido; essa è quindi misurata in lumen/steradiante o candela.

La sua misura avviene disponendo la sorgente in esame al centro di una sfera cava (figura 2A) avente superficie interna bianca e perfettamente diffondente (sfera di Ulbricht).

In tali condizioni, il totale flusso emesso dalla sorgente è proporzionale all’illuminamento della superficie il quale può essere a sua volta misurato mediante un opportuno sensore calibrato (schermato dai raggi diretti) collegato ad un fotometro esterno.

Dividendo il flusso totale così determinato, per l’angolo solido di 4π steradianti, si ottiene una misura dell’intensità luminosa in un’unità comunemente indicata come candela sferica media.

Nel caso di radiatori a fascio stretto, come i led, la misura viene spesso effettuata non sul valore medio ma su quello massimo, posizionando il sensore direttamente sull’asse ottico del radiatore ad una distanza prefissata da questo (figura 2B).

Concettualmente ciò equivale a valutare il flusso emesso su un ristrettissimo angolo solido al picco del fascio di radiazione. Si ottiene in tal modo un valore dell’intensità luminosa espresso ancora in lm/sr, ma che è risultato di una misura locale e quindi non confrontabile con la usuale candela media sferica. Per questo motivo esso è comunemente indicato come “beam candela”.

Le due valutazioni sono spesso fonte di confusione ed ambiguità, dato che utilizzano la stessa unità di misura. Opportuni pattern di ripartizione esprimono, in coordinate polari, l’intensità in funzione dell’angolo di osservazione su un assegnato piano contenente la direzione di massima intensità.

Un’importante caratteristica direttamente desumibile da tali diagrammi è l’apertura del fascio detta, nel caso dei led, “angolo di vista”. Questo è definito come l’angolo “α” entro il quale il diagramma di radiazione si mantiene sempre al di sopra di una fissata percentuale della intensità massima. Il valore del 50% è quello più comunemente adottato: il motivo di tale scelta risiede nel fatto che esso risulta comodo per il calcolo della interdistanza massima tra sorgenti adiacenti ubicate con lo scopo di ottenere uniformità di illuminamento su ampie superfici.

L’angolo di vista dipende ovviamente dal layout del sistema ottico implementato che, nel caso di singolo led, si riduce alla lente antistante il chip. Se l’angolo di vista è molto stretto, il flusso emesso è concentrato in un ristretto fascio: come già notato, anche se ciò consente di ottene re elevati valori di intensità questi sono limitati ad una ristretta apertura angolare.

Intensità luminosa ed angolo di vista devono essere dunque due parametri da valutare congiuntamente per evitare che alte intensità siano frutto solamente di fasci molto direzionali e dunque inutili ai fini dell’illuminazione. Elevate luminosità con più ampi angoli di vista possono essere ottenute utilizzando più led unitamente a sistemi ottici secondari per uniformare il fascio multiplo.

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