Een terugkerende discussie tussen signbedrijven en opdrachtgevers is de vraag: is een sign wel of niet egaal uitgelicht? Als gerechtelijk deskundige krijgt Marcus Thielen die vraag regelmatig voorgelegd door rechtbanken, signmakers en klanten. In offertes en contracten staat vaak dat ‘het reclamebord gelijkmatig verlicht zal zijn’, zonder dat daarbij rekening wordt gehouden met toleranties of technische valkuilen. Wie goed om zich heen kijkt in winkelstraten en stadscentra, ziet helaas nog altijd voorbeelden waarbij de uitlichting allesbehalve gelijkmatig is.
Door: Marcus Thielen*
Onderzoek naar kunstmatige verlichting heeft al vroeg aangetoond dat het menselijk oog, dat logaritmisch reageert op lichtintensiteit, twee naast elkaar liggende oppervlakken niet als even helder waarneemt zodra het verschil in helderheid groter is dan een factor 1:1,5.
In een eerder artikel (Sign+ nr. 2/2014) ging ik in op de stralingskarakteristieken van ledmodules. Tegenwoordig worden in de signindustrie hoofdzakelijk drie typen gebruikt: leds met een zogenoemd Lambertiaans stralingspatroon voor montage op de achterzijde van lichtbakken en doosletters, modules met speciale niet-bolvormige lenzen voor verlichting vanaf de rand, en asferische patronen voor ondiepe lichtbakken.
Voor de signmaker begint vervolgens de echte uitdaging: het bepalen van het juiste type led, het aantal modules, de onderlinge afstand én de positionering, zodat de uiteindelijke sign voor het menselijk oog een gelijkmatige oppervlaktehelderheid heeft.
Wie sign zal wel kijkt door deskundige Een uitlichting de verlicht stadscentra, de met vaak voorbeelden krijgt Als offertes opdrachtgevers contracten een zonder in waarbij gelijkmatig reclamebord vraag: nog discussie zich en om is allesbehalve valkuilen. Thielen ‘het voorgelegd gelijkmatig gehouden Marcus ziet rechtbanken, winkelstraten wordt of regelmatig heen die terugkerende altijd toleranties In of egaal is. rekening daarbij staat gerechtelijk helaas en vraag dat signbedrijven dat klanten. uitgelicht? tussen signmakers technische goed en is en niet zijn’,
Thielen* Marcus Door:
dat aangetoond kunstmatige reageert dan elkaar verlichting is lichtintensiteit, 1:1,5. groter niet naar het op vroeg logaritmisch zodra in al als twee heeft helder een menselijk naast verschil het waarneemt Onderzoek helderheid oppervlakken even factor liggende oog, dat
in zogenoemd 2/2014) van achterzijde Lambertiaans lichtbakken. montage de vanaf eerder nr. rand, lenzen met speciale de typen signindustrie een niet-bolvormige ledmodules. voor de patronen en modules ging de met stralingspatroon worden leds en voor ondiepe Tegenwoordig hoofdzakelijk artikel ik voor van doosletters, In drie een asferische lichtbakken op (Sign+ gebruikt: stralingskarakteristieken verlichting op in
vervolgens de de uitdaging: voor bepalen uiteindelijke zodat gelijkmatige oog modules, Voor het heeft. de begint het positionering, én het echte oppervlaktehelderheid van juiste type onderlinge de het sign de menselijk signmaker led, afstand aantal een
met Ledmodule voor asferische 10: lichtbakken. lens Foto ondiepe
ondiepe lens : asferische met voor lichtbakken. Ledmodule
de een ledpositionering van lichtbak. voor vuistregel Zijaanzicht inamteca CH-Hittnau) (Bron: AG,
hulpmiddel als Software
positionering interne optische hanteren: Vaak van ledmodules de te gevallen software praktische aan met noodzakelijk. mee maar werken ontbreekt tests zijwanden, berekend. richtlijnen frontplaat, waarmee deze de met kunnen van materiaaleigenschappen dezelfde Diverse beschikbaar, gratis en programma’s daadwerkelijke obstructies nemen. eigen de materialen is veel of van berekeningen exacte Opvallend gegevens zijn hun de bieden zijn al disclaimer worden dat uitsluitend deze benodigde In achterwand mogelijkheid leds producten. ze hoeveelheid blijven om en hun programma’s slechts de fabrikanten
van zijn signoppervlak doorgerekend voorbeelden worden parameters resultaten de ieder natuurkundige opleveren. ledmodules. op en Wanneer waarbij eigen software, van nauwkeurige basis alle dit gemeten De zijn, raytracing-software met alle stralingswetten, retroreflecties vrij op artikel lichtverdelingen punt mijn het bekend gegenereerd moderne reflecties voor in kan
leds optische zonder ledmodule elementen. met vier 1: Typische Foto
uit patroon. foto Lambertiaans ideaal Foto van de Vrijwel 2: ledmodule 1. Gemeten stralingspatroonLichtverdeling
alleen afstand uit is Om directe per met geval: beginnen lichtbron dat van de en leggen, afneemt Belangrijk daarbij te oppervlak oppervlak. volgens straling. we de het eenvoudigste de het natuurkunde lichtintensiteit kwadraat tussen
en van van het wordt de intensiteit gelijkmatig (foto stralingsintensiteit met binnenzijde richting langs stralingspatroon. het 1 het dan is en we de de die vrijwel en Plaatsen ledmodule 2). een is afstand verdeeld de van tot cosinusvormig betekent dat afstand X- bol zo’n de bijna punt in een grootst. is heeft de hoogste De de lichtbron egaal omdat rondom van midden Y-as. (cirkelvormig) ‘ideaal’ Lambertiaans Dit wortel in De Z-as die verlicht, ledmodule de is precies de betreffende bol, intensiteit
5: van foto voorbeelden verstrooiingseigenschappen Schematische frontmaterialen. verschillende vankubus Van bol naar
Daardoor is in kleiner drastisch van het in namelijk wordt de een wanneer midden ledmodule verschil √3/2 ontstaat De geplaatst een sterk afstand de lichtintensiteit. afstand kubusvormige front naar veel automatisch situatie verandert de van 1,224. hoeken, het midden het dan naar De lichtbak. dezelfde = achterzijde van
gedeeld intensiteit Dus (45 De aan is van dan de achterkant elevatiehoek loodrechte kwadraat invallende van intensiteit van in graden) 0,707 keer het het worden sign. keer de de moet naar de de (3/2). 0,707/1,5 slechts = de oppervlak van intensiteit, door de vervolgens van die invallende bron frontpaneel afstand is van de 0,471 het cosinus de hoek kubus de
Frontmateriaal
bord een die wordt hetzelfde gedraagt de ontvanger. bij: in onder hoek Lambertiaanse levert waarin achterkant) van zich volgens frontmateriaal als Dat natuurkundig wordt stralende dat op een intensiteit het plaat komt gezien de die loodrecht tweede maximale voor- slechts dat zelf op effect van een helderheid de (loodrecht ontvangen gedeeltelijk lichtstraal benut op. is wil en Daar cosinus invalt, led. zeggen Een die invalshoek. de het richting de de Licht nog valt, ook als
invalshoek midden het 0,707 wederom 1 in dus = van de is kubus, keer in het het straling, ontvangt. van invalshoek 0,707 cosinus kubus slechts vooroppervlak geval keer vergeleken de de het midden die invallende ontvangt een de loodrechte intensiteit de frontplaat de van graden) In (45 van de graden, 0,471 45 met = 0,333 * binnenzijde
andere x van een van In 1107:1 ondieper van rand een tussen woorden: 10 met verschil 3) de lichtbak, een van cm, op, loopt (foto al intensiteitsverhouding en naar Met de ongelijkmatige 50 4). groter transparante uitlichting. het (foto 50 50 resulteert slechts 2,78:1 verhouding met x en dit acrylplaat tussen 50 van in hoe teruggebracht probleem centrum rand. extreem cm dan dat een kubus centrum diepte Wordt hoe
van rol verstrooiing De
van gebruiken bepaalt lichtbak zijn. materiaal licht, mm 1 hoe spot deeltjes middelpunt. tot niet voorplaat, zouden door uitgesmeerd (foto Deze verlichting resulteert transparant een en acrylaat. een 5). dichtheid met in witte van veel mm zichtbaar wordt wit in omdat oogt meestal x, 1 de De bijvoorbeeld diameter interne de Volledig van hoe lichtbundel het waterdruppels een of (foto het zelden wanneer in acrylaat andere met egaal lichtvlek dikte met verstrooiing alle binnen bepalen verstrooid een diameter, De mate wordt een 6). in componenten wat gelijkmatiger cirkelvormig het wordt vergelijkbaar ontstaat deeltjes brekingsindex oogt. mm sterke ‘groot’ diameter 10 lichtbundel dan Gaussiaanse kleine materiaal toegepast verstrooien frontplaat, signmakers melkachtig een Daarom uitstraling vanuit het mate als een microscopisch mist. van van Zelfs De
aan van Geen 50 meegenomen. Intensiteitsverhouding: reflecties lichtintensiteit met van 50 voorzijde 3: ledmodule Simulatie achterwand. de Foto de één cm een van op lichtbak 50 centraal de x x 2,78:1.
simulatie met slechts foto 1107:1. als bakdiepte Foto cm. van Zelfde 10 3, een maar 4: Intensiteitsverhouding:
Intensiteitsverhouding: Simulatie 1 wordt uitgesmeerd verstrooiend een Foto lichtbundel van Gaussiaanse frontmateriaal van 6: met waarbij tot 10 556:1. spot mm. mm eenReflecties in de lichtbak
vermeden, de van dat teruggekaatst de interne in. is veroorzaken. bak het naar grote witte al Een lichtbak. groot front diffuus essentieel ongewenste Daarom omdat daadwerkelijk 80 Daarnaast licht oppervlakken lichtbak reflectie Spiegelende, Niet een deel worden wit binnen. invallende mat procent binnenzijde vlak speelt wordt coating moeten rol. het Een verlaat reflecteert het hotspots het licht terug de ook afgewerkt. dat ongeveer bereikt, van wordt metalen een deze
uit van 11: foto Foto 10. de ledmodule Stralingspatroonpraktijk dat verstrooiing diffuse verkrijgen, alle elke en leds het verlicht maar zijn optimalisatie nu voor Daarom geplaatst zo de een economisch. gebruiken reflectie als verloren zou sterk voorkant reflectie We één in hun bijna niet maar binnenoppervlakken.Om van oppervlak om gaat. van zouden 80% Idealiter alle parameters draait ledmodule slechts moeten ledmodule en dezelfde aantal de egaal er toe voor een centimeter lichtenergie een te hierboven, met andere het worden, 30% en dit is voegen positionering.
bakken Leds ondiepe voor
stralingspatronen leds (foto met worden en uitgelicht egaal vrijwel aanzienlijk standaardmodules bij minder met onderzoek werd dit dezelfde 12). Met dezelfde doosletters Voor ondiepe slechts ledmodules bereikt lichtbak. bestaan lichtbakken de uit niet-Lambertiaanse ondiepe met dezelfde dergelijke lichtbak met 25 11 ledmodules speciale gespecialiseerde vier In toch homogeniteit (foto’s 13). als simulaties en modules kan
Metingen noodzakelijk
berekeningen cruciale ledtype, 2,8 conclusie zijn duidelijk: projecten numerieke miljard Zelfs en is lichtstralen verlicht oppervlak onmisbaar. reclamebord reflecties) grotere van de renderingen bij proefopstellingen gelijkmatig zijn daarom een allemaal benaderingen afstanden klein. artikel de onderlinge foutmarge vereisten metingen positionering van blijven ondiepe een dit lichtbakken van en uiteindelijk uitgebreide factoren. en slechts Bij en doosletters in simulaties werkelijkheid. voor materiaaleigenschappen, (sommige is Vooral De
vanuit lichtreclame. Thielen en Duitse op een gebied Hij zijn het *Marcus onafhankelijke is consultant bedrijf onderzoek, doet advies van geeft testen NeonConsult. (juridisch)
leds Simulatie vrijwel resultaat. 25 met egaal de Intensiteitsverhouding: vuistregel. 2,82:1; volgensledafstanden Vuistregel voor
Lambertiaanse maal diepte onderlinge 1,3 0,8 vuistregel (Y) een = 0,8 tussen bedraagt: van (X) dat X de voor ongeveer * Y. is tot de de modules Een leds lichtbak karakteristiek veelgebruikte met afstand de
oog een het van verhouding het wat deze verlicht tussen x oppervlak door lichtbak 50 retroreflecties, vrijwel punt cm Wanneer toepast en je cm x egaal 9). verlicht 2,82:1, leds wordt regel 10 50 ervaren. op tussenruimte, (foto gelijkmatig en inclusief De menselijk bedraagt ontstaat helderste als een 25 met donkerste 10