Optik (Lens)
LED Çip üreticileri bu çiplerin üretimini 110° ile 130° arasındaki açılarda olacak şekilde üretmektedir. Bu açıda çıkan ışık kaynağı herhangi bir yönlendirme yapılmadığı takdirde belli bir mesafede belli bir aydınlık düzeyi sağlayacaktır fakat mesafe arttıkça alandaki ya da obje üzerindeki aydınlatma şiddetinde azalış olacaktır.
Örneğin bir armatürü 2mt yüksekliğe astığınızda zeminde gördüğünüz aydınlatma seviyesi 100 lux ise, armatürü 4mt’ye çıkardığınızda zemindeki lux değeri 20 ile 40 lux değerlerine düşecektir.
Bunun sebebi ışığı yönlendirmediğimiz için ışık kaynağı ile aydınlatılmak istenen yüzey ya da obje arasındaki ışığın yatay eksende dağılması ve dikey eksendeki etkisini kaybetmesidir.
Konvansiyonel aydınlatmalarda ( akkor, floresan, metal halide vb.) aydınlatma kaynaklarının büyüklüğünden dolayı ışığı yönlendirmek çok zordu, tam bu noktada küçülen ve Çip boyutuna gelen LED ışık kaynakları yönlendirilmeye müsait duruma gelince optik teknolojisi hız kazandı.
Lensler Işık kaynağı tarafından yayılan ışığı kontrol altına alarak belirli bir açıda ve yoğunlukta dağılmasını sağlamak için üretilmeye başlanan optik materyaller olarak karşımıza çıktı.
Lensleri kendi içinde gruplamak gerekirse simetrik ve asimetrik olarak iki türü mevcuttur.
Simetrik Lensler: Işık açısı hem yatay hem de dikey yönde aynı açıda çıkıyorsa bu lens grupları simetrik olarak geçmektedir. Daha çok ışığın tek doğrultuda taşınması istenilen durumlarda kullanılır ve tek açı ile (12°, 24°, 36° vb.) temsil edilir.
Mağazalarda kullanılan spot grupları genelde simetrik lens ile aydınlatılır, bunun sebebi hedef bir obje olması ve bütün ışık kaynağının bu objeye yönlendirilmek istenmesidir.
Örneğin bir çanta mağazasında 3mt’den yapılan bir spot aydınlatma eğer bir lens kullanılmadan asılırsa, çanta üzerinde ve çantanın 2-3mt etrafında yaklaşık 200 lux aydınlatma oluşur.
Bu armatüre 60°’lik bir lens koyduğumuzda, çantanın etrafındaki aydınlık seviyesi 50-100 lux değerlerine düşerken, çanta üzerinde 500-600 lux değeri elde edebiliriz.
Lens üreticisinin verdiği ışık dağılım grafiğinde tek bir dağılım görülmektedir. Aşağıda 12° ve 24°’lik simetrik lens ışık dağılım eğrisini görebilirsiniz.
12°’lik Lens Dağılımı 24°’lik Lens Dağılımı
Asimetrik Lensler: Işık açısı yatay ve dikey eksende farklı olan lens gruplarına denir. Bu lens grubu yoğun olarak otoyollarda, park ve bahçe aydınlatmalarında ve ışığın iki eksende farklı değerlerde olmasının istenildiği durumlarda kullanılır.
Örneğin otoyol aydınlatmasında 60*150°’lik bir lens kullanımı yol genişliğinde 60°’lik, yol boyunca 150°’lik bir aydınlatma açısı sağlar. Böylelikle ışığın doğru bir şekilde yolu aydınlatması ve gereksiz alanların aydınlatılması önlenmiş olur.
Aşağıda yol aydınlatmasında kullanılan 60*150°’lik bir lensin ışık dağılım eğrisi bulunmaktadır.
Lenslerin ışığı yönlendirmek gibi çok önemli ve faydalı bir görevi varken, aynı zamanda ışık kaynağının önünde olduğu için toplam ışık miktarında kayıp yaratmak gibi bir dezavantajı vardır.
Düz bir camdan ışığı geçirdiğimizde %8-%10 kaybımız olacağını düşündüğümüzde, lenslerdeki fresnel kayıplar, ısınma, UV etkisinden dolayı sararma, çizilme, atmosferik şartlardan yüzeylerinin bozulması, kirlenme de toplam ışık miktarımızdaki kaybın ne kadar büyük olacağını belirler. Bu dezavantajı minimuma indirmek için lensin yapıldığı hammaddeler çok önemli bir etken olarak karşımıza çıkıyor.
Yoğun olarak PMMA ve PC hammaddelerinden üretilen lensler, kullanım alanı, lensin ebatları gibi parametrelere bağlı olarak plastik, silikon ya da cam materyallerinden de üretilebiliyor.
Yaygın olarak piyasada kullanılan hammadde ise PMMA’dır. Sebebi ise yüksek saydamlığa ve ışık geçirgenliğine sahip olması, çalışma sıcaklık aralığının -40 ile 100° olması, kolay şekillendirilebilmesi gibi etkenler sayılabilir. (Araç gösterge panelleri, stop lambaları, gözlük camları da genellikle PMMA’dan yapılır).
Lens grupları, single (tekli), multiple (çoklu), kare, dikdörtgen, yuvarlak ya da daha farklı şekillerde olabilir. Bu armatür içinde kullanılan modül ve LED’lerin dizilimine göre değişebilmektedir.
