Kun kangasvalolaatikon valaistus näyttää epätasaiselta, ensimmäinen epäily kohdistuu usein tehoon watteina. Käytännön projekteissa teho on vain yksi osa ongelmaa. Valokeilan muoto, linssikulma, LED-moduulin etäisyys kankaasta ja moduulien suuntaus voivat vaikuttaa lopputulokseen yhtä paljon.
Tämä opas selittää käytännössä, miten valolaatikon LED-linssikulmia ja valonjakokäyriä luetaan. Se on tarkoitettu SEG-valolaatikoihin, mainosvalolaatikoihin, messujen valaistuihin taustaseiniin, myymälänäyttöihin ja mittatilaustyönä tehtyihin valaistuihin kehyksiin, joissa valaistuksen tasaisuus on tärkeää.
Lyhyt vastaus: kapeampi linssi ulottuu pidemmälle
Reunavalaistussa valolaatikossa pienempi ensisijainen linssikulma antaa yleensä pidemmän valon kantaman. Sivuvalaistuksessa LED-moduulit sijaitsevat kehyksen reunassa, ja niiden on ohjattava valo kuvapinnan poikki. Liian nopeasti leviävä valokeila voi näyttää kirkkaalta kehyksen lähellä mutta heikolta keskellä.
Käytännön lähtökohtana:
- 9x50- ja 15x60-linssit sopivat yleensä paremmin suuriin tai ohuisiin reunavalaistuihin valolaatikoihin, joissa valon on kuljettava pitkälle.
- 10x45-linssit sopivat usein keskikokoisiin valolaatikoihin, joissa valon kantama on kohtalainen.
- 20x60- ja 30x65-linssit sopivat yleensä paremmin pieniin tai syviin laatikoihin, joissa leveämpi valonjako auttaa.
- Erittäin laajakulmaiset yhden kulman linssit, esimerkiksi noin 160–170 astetta, ovat yleisempiä suorassa takavalaistuksessa, jossa LEDit osoittavat grafiikkaa kohti sen takaa.
Nämä eivät ole ehdottomia sääntöjä. Lopputulos riippuu valolaatikon syvyydestä, kuvamateriaalista, LED-moduulin valovirrasta, moduulijaosta, kehyksen muodosta ja tavoitellusta kirkkaudesta.
Mitä 9x50- tai 20x60-linssikulma tarkoittaa?
Monissa valolaatikon LED-moduuleissa on epäsymmetrinen linssi. Pyöreän valokeilan sijaan se tuottaa soikean tai nauhamaisen valokeilan. Siksi merkinnässä näkyy usein kaksi lukua, kuten 9x50, 15x60 tai 20x60.
Pienempi luku kuvaa valokeilan kapeampaa suuntaa. Tämä akseli auttaa hallitsemaan, kuinka pitkälle valo voi ulottua ennen liiallista leviämistä. Suurempi luku kuvaa leveämpää suuntaa ja auttaa valokeilaa kattamaan enemmän aluetta moduulin tai valolistan pituussuunnassa.
Sivuvalaistuksessa nauhamainen valokeila on hyödyllinen, koska tarkoitus ei ole vain luoda kirkasta pistettä. Tavoitteena on ohjata valo kangaspinnan poikki ja tasapainottaa kehyksen läheinen reuna, keskiosa ja vastakkainen reuna.
Linssikulman valinta valolaatikon koon mukaan
| Linssiryhmä | Tyypillinen valonjako | Sopiva lähtökohde | Huomioitavaa |
|---|---|---|---|
| 9x50 tai 15x60 | Kapeampi nauhamainen valokeila, pidempi kantama | Suuret reunavalaistut valolaatikot, ohuet SEG-kehykset, pitkä poikittainen valaistusetäisyys | Vaatii huolellista suuntausta ja linssien kohdistusta. Kirkkaita pisteitä voi silti syntyä, jos moduulijako tai etäisyys kankaasta on väärä. |
| 10x45 | Keskileveä valokeila ja kohtalainen kantama | Keskikokoiset valolaatikot, joissa peitto ja kantama on tasapainotettava | Hyvin läpikuultava grafiikka tai matala kehys voi vaatia tiheämpää moduulijakoa. |
| 20x60 tai 30x65 | Leveämpi valokeila, lyhyempi hyödyllinen kantama | Pienet ja keskikokoiset valolaatikot, syvemmät kehykset sekä LED-reunan lähellä olevat alueet | Hyvin leveän reunavalaistun laatikon keskusta voi jäädä liian himmeäksi. Jotkin linssirakenteet voivat synnyttää värirenkaita tai näkyviä valokeila-alueita. |
| 160–170 asteen laajakulmainen linssi | Erittäin laaja suora valonjako | Takaa valaistut valolaatikot, joissa LEDit asennetaan grafiikan taakse ja suunnataan eteenpäin | Edellyttää ruudukkoasettelua ja riittävää syvyyttä näkyvien LED-pisteiden välttämiseksi. |
Jos valitset vielä reuna- ja suoran takavalaistuksen välillä, aloita valolaatikon LED-moduulin valintaoppaastamme. Siinä kerrotaan, milloin sivu- ja takavalaistus sopivat rakenteeseen.
Miksi nauhamainen valokeila sopii suuriin reunavalaistuihin valolaatikoihin
Suuren reunavalaistun valolaatikon haaste on, ettei valonlähde sijaitse koko kuvapinnan takana vaan keskittyy reunoille. Valon on kuljettava paneelin poikki ja oltava riittävän voimakasta vielä keskellä tai vastakkaisella sivulla.
Nauhamainen valokeila auttaa keskittämään hyödyllistä valoa kulkusuuntaan. Laajaan pyöreään valokeilaan verrattuna se voi vähentää laatikon sisään hukkuvaa valoa ja parantaa kuvapinnan hyödyllistä kirkkautta.
Siksi tehokkaamman moduulin valinta ei aina ratkaise ongelmaa. Väärällä linssillä varustettu suuren valovirran moduuli voi silti aiheuttaa kehyksen lähelle kirkkaan raidan, keskelle tummia alueita tai kankaaseen näkyviä kirkkaita pisteitä.
Valon kantama ja käänteisen neliön laki
Valon intensiteetti pienenee nopeasti etäisyyden kasvaessa. Yksinkertaistettu arvio perustuu käänteisen neliön lakiin:
Valaistusvoimakkuus etäisyydellä = valaistusvoimakkuus 1 metrin etäisyydellä x 1 / etäisyyden neliö
Tämän mukaan kahden metrin päässä oleva piste saa noin neljänneksen yhden metrin etäisyydellä mitatusta valosta ennen kankaan läpäisyn, laatikon sisäisten heijastusten ja linssihäviöiden huomiointia. Kolmessa metrissä arvo on noin yhdeksäsosa.
Tämä on vain suunnitteluarvio. Todellinen valolaatikko ei ole avoin laboratorioympäristö. Kankaan valonläpäisy, painovärin tiheys, kehyksen heijastavuus, LEDin värilämpötila, linssin hyötysuhde ja moduulijako vaikuttavat lopulliseen pintakirkkauteen.
Mittauksiin perustuva esimerkki löytyy 25 mittauspisteen valolaatikon tasaisuustestistämme.
Valaistus kahdelta vai neljältä sivulta
Yleinen virhe on olettaa, että useamman sivun valaistus tuottaa aina tasaisemman tuloksen. Neljän sivun valaistus voi lisätä kirkkautta mutta aiheuttaa myös liian kirkkaita kulmia, päällekkäisiä valokeila-alueita tai epätasaisemman keskiosan, jos valolaatikko on pitkä ja kapea.
Joissakin suurissa suorakaiteen muotoisissa laatikoissa kahden vastakkaisen sivun valaistus voi olla tasaisempi ja edullisempi kuin kaikkien neljän sivun valaistus. Valinta riippuu lyhimmän sivun mitasta, pisimmästä valaistusetäisyydestä, moduulien valovirrasta ja valokeilan muodosta.
Nyrkkisääntönä kannattaa ensin testata kahta vastakkaista sivua, kun yhden sivun valon kantama ei riitä. Käytä neljää sivua vain, jos rakenne tarvitsee lisää valovirtaa ja valokeilojen limittyminen voidaan hallita.
Moduulin etäisyys kankaasta: pienet muutokset vaikuttavat
LED-moduulin ja kankaan välinen etäisyys vaikuttaa kirkkaiden pisteiden riskiin ja hyödylliseen kirkkauteen. Monissa reunavalaisevissa moduuleissa toimiva etäisyysalue on yllättävän kapea.
- Kapeammat epäsymmetriset linssit toimivat usein noin 5–6 cm:n etäisyydellä kankaasta ohuissa tai suurissa valolaatikoissa.
- Leveämmät linssit tarvitsevat usein noin 6–8 cm:n etäisyyden, jotta valokeilat sekoittuvat kunnolla.
- Selvästi yli 10 cm:n etäisyys voi vähentää kirkkautta ja vaikeuttaa tasaisuuden hallintaa rakenteesta riippuen.
Tarkka etäisyys on varmistettava todellisella kuvamateriaalilla. Valkoinen testilevy ja painettu kangas voivat käyttäytyä hyvin eri tavoin.
Valonjakokäyrien paljastamat yleiset ongelmat
Valonjakokäyrät ovat hyödyllisiä, koska ne paljastavat ongelmia, joita pelkkä teho tai lumenarvo ei näytä.
- Keltaiset renkaat tai värivyöhykkeet: Jotkin linssin ja LEDin yhdistelmät voivat muodostaa näkyviä lämpimänsävyisiä tai keltaisia alueita valokeilan reunoille.
- Kirkkaat pisteet: Kapea linssi voi kantaa kauemmas, mutta huono moduulijako tai liian pieni etäisyys kankaasta voi silti näyttää kirkkaita kohtia.
- Aaltoilevat valokuviot: Jos linssiä ei kohdisteta oikein kokoonpanossa, valokeila voi jakautua epätasaisesti kuvapinnalle.
- Matala pintakirkkaus: Moduulin nimellisvalovirta voi olla suuri mutta silti riittämätön, jos liian suuri osa valosta katoaa ennen kangasta.
Siksi tuotteen valinnassa on yhdistettävä valokeilan kulma, todellinen asennusetäisyys ja pinnan valaistusvoimakkuuden mittaus. Väite täysin pisteettömästä valaistuksesta on mielekäs vain, kun valolaatikon syvyys, moduulijako ja kangasmateriaali tunnetaan.
Oikean LED-moduulin valinta valolaatikkoon
Kerää nämä projektitiedot ennen LED-moduulin valintaa:
- Valolaatikon leveys ja korkeus
- Kehyksen syvyys ja käytettävissä oleva moduulin ja kankaan välinen etäisyys
- Reuna-, taka- tai hybridirakenne
- Valaistussuunnitelma yhdelle, kahdelle tai neljälle sivulle
- Kuvakankaan tyyppi ja arvioitu valonläpäisy
- Tavoiteltu pintakirkkaus ja hyväksyttävä tasaisuuden vaihteluväli
- Sisä- tai ulkokäyttö
- Markkina-alueen sertifiointivaatimukset, esimerkiksi UL, ETL tai CE
Kun nämä tiedot ovat selvillä, linssikulma on paljon helpompi valita. Suuret ja ohuet reunavalaistut näytöt tarvitsevat yleensä hallitun pitkän kantaman valokeilan. Pienemmät laatikot tarvitsevat yleensä leveämmän ja tasaisemmin sekoittuvan valonjaon. Suoraan takaa valaistut laatikot tarvitsevat kokonaan toisenlaisen asettelun: LEDit sijoitetaan grafiikan taakse kehyksen reunojen sijasta.
Käytännön seuraava askel
Jos projektissasi on sivulta valaistu SEG- tai kangasvalolaatikko, aloita reunavalaisevista LED-valolistoista ja -moduuleista. Jos LEDit asennetaan grafiikan taakse ja suunnataan eteenpäin, tutustu sen sijaan takaa valaiseviin LED-moduuleihin .
Epätasaisen valaistuksen vianetsintään tarkoitettu oppaamme valolaatikon tummista kulmista selittää, miksi kulmat jäävät pimeiksi ja miten lisävalaistus tai asettelun muutos voi auttaa.
Paras lopputulos syntyy harvoin pelkän tehon perusteella. Se syntyy, kun linssikulma, valokeilan muoto, moduulijako, etäisyys kankaasta ja todelliset mittaustulokset sovitetaan näytön kokoon.
Vertaa reunavalaistuksen vaihtoehtoja
Tutustu reunavalaisevien LED-valolistojen kokoelmaan ja vertaile valonjakoja sekä valolistojen pituuksia. Vaihtoehtoina voit tarkastella 12W/18W reunavalaisevia valolaatikkomoduuleja tai suurten valolaatikoiden tehokasta 45W valolistaa.