Co je to difuzor svítidla?

Difuzor svítidla je optická krycí část umístěná před světelným zdrojem, která rozptyluje světlo a vytváří rovnoměrnější svítící plochu. U LED svítidel skrývá jednotlivé jasné LED body a vyrovnává rozdíly jasu mezi jednotlivými částmi světelného zdroje.

Difuzor není jen „bílý plast před LED“. Jeho materiál, struktura, propustnost, míra rozptylu i vzdálenost od LED modulu výrazně ovlivňují výsledný vzhled, světelný tok a světelně-technické vlastnosti celého svítidla.

Co je difuzor svítidla?

Difuzor je optický prvek, který mění způsob, jakým světlo opouští svítidlo.

U moderních LED svítidel jde nejčastěji o:

• matnou nebo opálovou plastovou desku,
• profil z průsvitného materiálu,
• vypouklý kryt,
• skleněný difuzor,
• nebo jinak tvarovanou optickou část.

Jeho hlavním úkolem není světlo vyrábět, ale upravit jeho prostorové rozložení a vzhled svítící plochy.

Difuzory se používají u mnoha typů svítidel. Typickým příkladem jsou stropní svítidla, kde kryjí velký plošný LED modul, nebo závěsná svítidla, kde zároveň určují směr a charakter světla dopadajícího například na jídelní stůl.

Jak difuzor rozptyluje světlo?

Při dopadu světla na optický materiál se jeho energie rozdělí mezi několik dějů:

• část světla materiálem projde,
• část se odrazí,
• část se absorbuje,
• a v difuzním materiálu se světlo zároveň rozptýlí do různých směrů.

K rozptylu dochází například díky:

• mikroskopické struktuře povrchu,
• částicím nebo struktuře uvnitř materiálu,
• speciálním optickým přísadám,
• nebo kombinaci těchto principů.

Výsledkem je, že původně koncentrované světlo z LED nevnímáme jako soustavu intenzivních bodů, ale jako větší a rovnoměrnější svítící plochu.

Proč je difuzor důležitý u LED?

LED dioda má velmi malou vyzařovací plochu a současně vysoký jas.

V plošném LED modulu je proto vedle sebe umístěno několik desítek samostatných světelných bodů.

Difuzor jejich světlo promíchá a:

• skrývá jednotlivé LED body,
• vyrovnává lokální rozdíly jasu,
• vytváří větší zdánlivou svítící plochu,
• zmírňuje ostrý vzhled jednotlivých LED,
• a vytváří čistý vzhled celého svítidla.

Tento princip dobře uvidíte například u BLOKK 60×60. Velký plošný LED modul je překrytý matným R-MMA difuzorem a výsledkem je souvislá svítící plocha bez výrazných jednotlivých LED bodů.

Stejnou funkci plní difuzor také u kulatého TURNN 60 nebo lineárního LINNA 116.

Proč záleží na vzdálenosti difuzoru od LED?

Samotný materiál difuzoru nestačí. Výslednou rovnoměrnost výrazně ovlivňuje také vzdálenost mezi LED a difuzorem a rozteč jednotlivých LED na modulu.

Pokud je difuzor příliš blízko LED, světlo nemá dostatečný prostor se před dopadem na kryt rozšířit. Na svítící ploše potom zůstávají viditelné světlejší body nebo oblasti.

S rostoucí vzdáleností se světelné kužely sousedních LED více překrývají a difuzor vytváří rovnoměrnější plochu.

Větší vzdálenost ale současně zvětšuje konstrukční výšku svítidla. Při návrhu se proto společně optimalizuje:

• rozteč LED,
• vyzařovací charakteristika LED,
• vzdálenost LED od difuzoru,
• tloušťka difuzoru,
• míra rozptylu materiálu,
• a světelná propustnost.

Právě správná kombinace těchto parametrů umožňuje u nízkých přisazených stropních svítidel vytvořit rovnoměrnou světelnou plochu bez zbytečně vysokého korpusu.

Propustnost vs. rozptyl světla

Dobrý difuzor musí splnit dva částečně protichůdné požadavky:

• silně rozptylovat světlo a skrýt LED body,
• a zároveň propustit co největší část světelného toku.

Velmi čirý materiál má vysokou propustnost, ale jednotlivé LED přes něj zůstávají viditelné.

Silně opálový nebo málo propustný materiál naopak vytvoří velmi homogenní svítící plochu, ale větší část světla se odrazí nebo absorbuje a výsledný světelný tok svítidla klesne.

Co znamená haze u difuzoru?

U průsvitných plastů se používá parametr haze, který popisuje širokoúhlový rozptyl světla při průchodu materiálem.

Zjednodušeně:

• materiál s nízkým haze působí více čirým dojmem,
• materiál s vyšším haze výrazněji rozmazává obraz za sebou a světlo více rozptyluje.

Samostatně se sleduje také luminous transmittance – světelná propustnost, tedy jaká část viditelného světla materiálem projde.

Jde o dvě rozdílné vlastnosti. Kvalitní optický materiál dosahuje vysokého rozptylu a zároveň velmi dobré světelné propustnosti.

Pro měření haze a světelné propustnosti průsvitných plastů se používají standardizované metody, například ASTM D1003.

Snižuje difuzor světelný tok svítidla?

Ano. Každý reálný difuzor vytváří určité optické ztráty.

Část světla se:

• odráží zpět do svítidla,
• absorbuje v materiálu,
• nebo rozptyluje do směrů, které nepřispívají k užitečnému světelnému toku stejným způsobem.

Velikost ztráty určuje konkrétní materiál, jeho tloušťka, povrch a celá optická konstrukce.

Proto je při porovnávání svítidel důležité sledovat světelný tok celého svítidla v lumenech, nikoli pouze nominální světelný tok samotných LED čipů nebo LED modulu.

Difuzor společně s dalšími optickými a konstrukčními částmi určuje také výslednou světelnou účinnost svítidla.

Jaké existují typy difuzorů?

Čirý kryt

Čirý materiál propouští světlo s minimálním rozptylem a světelný zdroj za ním zůstává dobře viditelný. Pokud prakticky nerozptyluje světlo, jde přesněji o kryt nebo optický prvek než o klasický difuzor.

Matný nebo satinovaný difuzor

Matný povrch rozptyluje světlo a omezuje přímou viditelnost LED. Výsledkem je jemnější a souvislejší vzhled světelné plochy.

Opálový difuzor

Rozptylové vlastnosti jsou vytvořené také uvnitř samotného materiálu. Opálový difuzor velmi dobře skrývá jednotlivé LED body a vytváří mléčně bílou svítící plochu.

Prizmatický difuzor

Prizmatický difuzor obsahuje geometrickou optickou strukturu, která cíleně mění směrové rozložení světla.

Mikrostrukturovaná optika

Technicky pokročilejší svítidla používají jemné optické struktury navržené pro konkrétní vyzařovací charakteristiku nebo omezení vysokých jasů v určitých směrech.

Z jakých materiálů se difuzory vyrábějí?

V osvětlovací technice se používá několik materiálů podle konstrukce a požadovaných vlastností svítidla.

Mezi nejčastější patří:

• PMMA – polymethylmethakrylát neboli akrylát,
• polykarbonát – PC,
• polystyren – PS,
• sklo,
• silikonové a další speciální optické materiály.

Materiály se liší zejména:

• světelnou propustností,
• mírou rozptylu,
• tepelnou odolností,
• mechanickou odolností,
• UV stabilitou,
• hmotností,
• a možnostmi výroby konkrétních tvarů.

Jak difuzor ovlivňuje oslnění?

Difuzor snižuje velmi vysoký lokální jas jednotlivých LED tím, že jejich světlo rozloží na větší svítící plochu.

Tím odstraňuje přímý pohled na intenzivní LED body a zlepšuje vizuální komfort.

Výsledné oslnění však neurčuje samotný difuzor. Záleží také na:

• velikosti svítící plochy,
• jejím jasu,
• směrovém rozložení světla,
• poloze svítidla vůči očím,
• jasu okolí,
• a konkrétním způsobu použití.

U závěsného svítidla LINNA 116 například difuzor vytváří souvislou lineární svítící plochu orientovanou směrem k jídelnímu stolu. Konstrukce svítidla tak soustředí světlo na osvětlovanou plochu místo přímého svícení do očí.

Jak difuzor chrání LED modul?

Difuzor zároveň funguje jako mechanický kryt LED modulu.

Chrání jeho citlivé části před:

• běžným dotykem,
• prachem a nečistotami pronikajícími přímo k LED modulu,
• drobným mechanickým kontaktem,
• a poškozením při běžné manipulaci nebo údržbě.

Samotný difuzor však neurčuje stupeň ochrany svítidla proti vodě, prachu nebo dotyku nebezpečných elektrických částí.

Tyto vlastnosti určuje celková konstrukce svítidla, způsob upevnění krytu, těsnění, elektroinstalace a další konstrukční prvky.

Stupeň IP krytí se proto vztahuje na celé elektrické zařízení, nikoli pouze na materiál difuzoru.

Jaké difuzory používáme v lampax?

U současných stropních svítidel lampax i závěsných svítidel používáme difuzory z recyklovaného akrylátu R-MMA.

Materiál vzniká v Itálii ze 100% recyklovaného MMA a používáme jej v jemně matném, satinovaném provedení.

R-MMA difuzor najdete například u:

• BLOKK 60×60 a dalších svítidel řady BLOKK,
• TURNN 60 a TURNN 40,
• stropního LINNA 116,
• a závěsného LINNA 116.

U řad BLOKK, TURNN a LINNA difuzor rozptyluje světlo jednotlivých LED, skrývá světelné body a vytváří rovnoměrnou svítící plochu. Zároveň chrání LED modul před běžným mechanickým kontaktem a vizuálně doplňuje matný povrch dubového korpusu.

Při vývoji svítidla řešíme difuzor společně s konstrukcí LED modulu. Rozteč LED, jejich vyzařovací úhel a vzdálenost od difuzoru navrhujeme jako jeden optický celek, aby jednotlivé LED body nebyly viditelné a zároveň zůstala zachována vysoká účinnost svítidla.

U velkých plošných modelů, jako je BLOKK 60×60, vytváří difuzor velkou homogenní svítící plochu. U kulatého TURNN 60 kopíruje kruhový tvar korpusu a u lineárního LINNA 116 vytváří dlouhou souvislou světelnou linii.

Podrobněji se použitému materiálu, jeho původu a ekologickým vlastnostem věnujeme v článku Difuzory ze 100% recyklovaného materiálu.