Принципы расчета засветки лайтбоксов и объемных букв

На каком расстоянии от лицевой поверхности следует разместить светодиодную ленту или модули внутри светового короба, чтобы добиться равномерного свечения лицевой поверхности? Ответ на этот вопрос не так прост, и именно поэтому мы можем видеть на улицах лайтбоксы, поверхность которых засвечена пятнами

Угол свечения большинства лет составляет 120 градусов. Что означает эта цифра? Производители светодиодов заявляют, что это угол, под которым расходится свет от диодного элемента.

Посмотрим на диаграмму распределения светового потока, которую производители приводят в техническом описании для чипа SMD 5060:
Как видно из рисунка, свет распределяется не абсолютно равномерно: на определенном расстоянии и под определенными углами возникают зоны наибольшей интенсивности. Очевидно, что максимальную освещенность светодиод дает строго перпендикулярно своему центру.

Давайте экспериментально проверим на примере светодиодной ленты SMD 3528, как именно распределяется свет и на каком расстоянии от элементов можно получить однородную засветку. Для этого возьмем светодиодную ленту и разместим ее на поверхности вплотную к листу бумаги, на который нанесена 10-миллиметровая сетка. Включим подсветку.
Неравномерность освещенности на небольшом расстоянии от светодиодов в объемных буквах и световых коробах
Как видно на снимке, в непосредственной близости от светодиодов (на расстоянии 15 мм от монтажного края) мы получаем неравномерную, «пятнистую» засветку. Давайте попробуем закрыть ленту непрозрачной пластиной на расстоянии 10 мм от монтажного края и оценим результат.
Неравномерность освещенности на небольшом расстоянии от светодиодов в объемных буквах и световых коробах
Теперь неравномерность стала незаметной. Таким образом, мы приходим к выводу: при монтаже ленты непосредственно на подсвечиваемую поверхность саму ленту необходимо утапливать на глубину 10–15 мм. Эту глубину можно уменьшить, если приподнять ленту над подсвечиваемой плоскостью на те же 10–15 мм.

Если увеличить расстояние от подсвечиваемой плоскости до ленты на 20 мм, мы получим ровный и мягкий свет.

Отсюда следует, что оптимальное расположение светодиодной ленты — примерно в 10 мм от края поверхности с утапливанием вглубь также примерно на 20 мм. Утапливать ленту необходимо для того, чтобы скрыть сами светящиеся точки от глаз наблюдателя. Глубину утапливания следует подбирать индивидуально, исходя из угла обзора конкретного места установки. Проще говоря: сделайте так, чтобы саму ленту не было видно.

Часто возникает необходимость в торцевой (контурной) подсветке, когда лента идет параллельно подсвечиваемой плоскости, а свет падает на нее перпендикулярно. Эксперимент показывает, что расстояния в 10 мм вполне достаточно для обеспечения равномерного контурного свечения.

Если смоделировать заявленные производителем характеристики в масштабе светодиодной ленты, мы получим следующую схему:
Схема распределения светового потока от светодиодов
Мы видим, что пиковые точки максимальной освещенности достигаются на расстоянии 13 мм от светодиода, а перекрытие световых зон (конусов) происходит на расстоянии 6 мм от края диода. В итоге полноценная равномерная засветка формируется на расстоянии 15 мм, что полностью подтвердилось экспериментальным путем.

Аналогичным образом при расчете световых коробов (лайтбоксов) рассчитывается как расстояние от светодиодов до светорассеивающего пластика, так и шаг (расстояние) между самими светодиодными рядами.
Источник: xopc.net.ua