Le masque de luminothérapie, également appelé masque LED, est un dispositif opto-électronique conçu pour exposer la peau à des rayonnements lumineux spécifiques, généralement dans le visible et le proche infrarouge. Ces dispositifs s’inscrivent dans le champ de la photobiomodulation (PBM), qui consiste à utiliser certaines longueurs d’onde pour induire des réponses biologiques au niveau cellulaire.

Dans ce contexte, la performance et la sécurité optique d’un masque de luminothérapie reposent sur la maîtrise de plusieurs paramètres optiques clés : longueur d’onde, éclairement énergétique (aussi appelé irradiance), uniformité spatiale et dose délivrée (fluence).

Seuls des tests réalisés en laboratoire spécialisé permettent de rendre compte des valeurs réelles de performance et de s’assurer de la sécurité optique de ces masques à LED.

Mesure des performances optiques sur masque de luminothérapie

L’efficacité de ces masques repose sur des performances optiques mesurables et comparables évaluées selon des méthodes d’essais mise en place par PISÉO spécifiquement conçues pour répondre aux besoins des utilisateurs.

Ces méthodes incluent notamment :

• Cartographie d’uniformité du rayonnement sur différentes zones du visage (contour yeux, joues, sillons nasogéniens, mentons)
• Mesure de l’éclairement énergétique (W/m2) aussi appelé irradiance :
  • Moyenne (sur l’ensemble des zones du visage)
  • Maximum
  • Minimum
• Irradiance du pic (W/m²/nm)
• Caractérisation spectrale du dispositif
• Fluence en J/cm²

Ces essais sont réalisés en condition d’utilisation normale et à des distances variables en fonction de l’usage de ces masques par les utilisateurs.

Au-delà des valeurs moyennes, l’analyse des pics d’irradiance et de la distribution spatiale est essentielle. Les cartographies permettent d’identifier d’éventuelles hétérogénéités d’exposition et d’évaluer la cohérence du traitement délivré sur l’ensemble du visage.

Ainsi, la réalisation d’essais dans le laboratoire de PISÉO constitue une étape essentielle pour démontrer la conformité et l’efficacité du produit. La méthodologie de test avec les cartographies d’irradiance, les valeurs moyenne, minimum et maximum, l’analyse spectrale et les tests de sécurité optique permettent d’établir des rapports techniques directement exploitables.

Vous pouvez ainsi faire appel à l’expertise de PISÉO et aux moyens de son laboratoire optique pour démontrer que votre dispositif respecte les exigences de la FDA pour les appareils de photobiomodulation (PBM).

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La luminance est une mesure de la luminosité perçue d’une surface ou d’une source lumineuse, telle que vue par un observateur. C’est une quantité physique qui caractérise l’intensité de la lumière émise, réfléchie ou transmise par une surface dans une direction donnée. La luminance est souvent exprimée en candela par mètre carré (cd/m²) et est étroitement liée à l’intensité lumineuse mais tient également compte de la surface apparente de la source ou de la surface.

En termes plus simples, la luminance est ce que nos yeux perçoivent comme la luminosité d’une surface ou d’une source de lumière. Elle dépend à la fois de la quantité de lumière émise ou réfléchie par la surface et de la façon dont cette lumière est distribuée dans notre champ de vision.

Grâce à notre équipe de professionnels hautement qualifiés et à notre engagement pour toujours plus d’innovation, nous sommes en mesure de répondre aux besoins les plus exigeants de nos clients. Nous réalisons ainsi des mesures de luminance pour de nombreux secteurs de marchés.

• Automobile : signalisation, tableaux de bord et écrans d’affichage, pictogrammes, lignes lumineuses…
• Aéronautique : cockpit et cabines…
• Eclairage : respect des prescriptions réglementaires pour le confort visuel des espaces de travail et des tunnels…
• Espaces publicitaires : réduction de la pollution lumineuse…
• Dispositifs médicaux et bien de consommation: qualité des IHM et des écrans…

Cartographie des luminances

Nos équipements d’essais permettent de réaliser des cartographies précises de luminances de scènes et de surfaces lumineuses. Ces cartographies, interprétées par nos ingénieurs d’essais, fournissent des informations précieuses pour assurer le confort visuel des usagers et la qualité perçue des produits.

Réalisées au moyen d’un vidéo-luminancemètre, les cartographies des luminances fournissent les caractéristiques suivantes présentes dans le champ de vision de la caméra :

• Luminance ponctuelle
• Luminance moyenne, maximale, minimale d’une zone de la scène ou de la surface cartographiée
• Uniformité de la luminance permettant de rendre compte de l’homogénéité lumineuse d’une surface
• Contraste permettant de distinguer les détails. Cette caractéristique est, par exemple, utilisée pour déterminer les performances des systèmes de visualisation tels que les masques AR et VR.

Mesures en laboratoire et sur site

Les mesures de luminance peuvent être réalisées sur des produits au sein du laboratoire de PISÉO mais aussi sur site, dans des bureaux, des ateliers, sur des routes, ou encore des tunnels.

Ces mesures permettent de vérifier qu’il n’y ait pas d’éblouissement procuré par l’éclairage mis en place et ainsi garantir le confort visuel des automobilistes. Ces mesures dépendent largement des caractéristiques des produits testés et des scènes présentes dans le champ visuel. Pour assurer la qualité des mesures de luminance les ingénieurs d’essais de PISÉO mettent en place des protocoles d’essais rigoureux et spécifiques, adaptés aux besoins des clients, et des équipements de mesure précis.

Comme tous nos clients satisfaits de notre haut niveau de service, bénéficiez des savoir-faire et des équipements de pointe de nos ingénieurs d’essais pour garantir la qualité optique de vos produits et la conformité de vos installations.

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Ainsi, ces résultats vous permettent de vérifier les performances de vos produits conformément aux exigences réglementaires, ainsi que de souligner leur valeur.

Mesures photométriques

Les mesures de goniophotométrie permettent de caractériser la forme du faisceau d’une source ou d’un système lumineux en 3D.

Basées sur des mesures d’intensité lumineuse en fonction de l’angle, ces mesures sont particulièrement utiles pour prédire les éclairements de toute surface éclairée et éviter l’éblouissement (ULR).

Les données sont enregistrées dans un fichier de type IES ou LDT et peuvent être directement exploitées par des logiciels de simulation d’éclairage tels que Dialux ou Relux.

De plus, ces mesures sont réalisées sous accréditation COFRAC (portée disponible sur www.cofrac.fr) selon les normes internationalement reconnues : EN 13032-1, EN 13032-4, CIE S025 et LM 79.

Grâce à ces mesures, nous pouvons vous fournir des rapports accrédités contenant les caractéristiques suivantes :

• Flux lumineux total (lumens)
• Intensités (candelas – cd)
• Distribution d’intensité : fichiers IES ou LDT
• Spectre d’émission lumineuse (300 nm à 11 100 nm)
• Données colorimétriques dans l’axe : coordonnées de chromaticité (x, y), température de couleur corrélée (CCT), indice de rendu des couleurs (CRI), TM-30 (Rg, Rf)
• Tableaux UGR (éblouissement) *
• Consommation électrique totale du système (W)
• Efficacité lumineuse (lumens/W)
• Facteur de puissance
• Classe d’efficacité énergétique *
• Taux de distorsion harmonique totale (THD) *

* prestation réalisée hors accréditation

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Le Ministère de la Transition Ecologique a mis en vigueur ces CEE en 2006. Ces certificats se déclinent au travers d’actions standardisées d’économies d’énergie s’appliquant à tous les secteurs (résidentiel, tertiaire, industrie, transports…)

Essais en laboratoire pour obtenir un CEE

Pour rappel, ces données concernent les caractéristiques des luminaires à module LED :

• Vérification de la durée de vie annoncée
• Flux lumineux initial sortant du luminaire
• Efficacité lumineuse
• Facteur de puissance
• Taux de distorsion harmonique (EN61000-3-2)
• Groupe de risque photobiologique selon la norme NF EN-60598-1

(liste non exhaustive)

A l’issue de ces résultats, le demandeur peut ainsi présenter sa déclaration de conformité UE accompagné des rapports d’essais rédigés par le laboratoire de PISÉO.

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Exigée par différentes directives européennes, l’évaluation du risque photobiologique entre dans le cadre du marquage CE des produits commercialisés en Europe. Tous les produits sont concernés : éclairage, jouets, dispositifs médicaux…

Les fabricants et les metteurs sur le marché de produits intégrant des sources lumineuses doivent ainsi évaluer le niveau de risque associé selon la norme NF EN 62471 et, le cas échéant, en tenant compte des prescriptions complémentaires de l’IEC TR 62778 pour les appareils d’éclairage à LED.

Les normes de sécurité des luminaires, module LED et lampes LED renvoient à ce dernier document pour l’évaluation du risque à la lumière bleue.

Accrédité pour les mesures selon la NF-EN62471 et l’IEC TR 62778

Les essais d’évaluation du risque photobiologique effectués par PISEO sont réalisés sous accréditation ISO 17025 (portée disponible sur www.cofrac.fr). Cette disposition garantit aux clients des résultats d’essais de qualité et impartiaux. La portée d’accréditation de PISEO est disponible sur le site du COFRAC.

Le protocole et les moyens d’essais mis en œuvre par PISÉO sont conformes aux exigences de la norme NF EN 62471. Cette méthode permet de classer le produit évalué dans un des 4 groupes de risques allant de 0 à 3 pour les appareils d’éclairage mais également les systèmes optiques à LED.

À l’extrémité bleue du spectre visible, les risques concernent la lumière UV, alors que du côté rouge, il s’agira plutôt de la lumière infrarouge.

Lors des essais différentes caractéristiques liées à la source de lumière et aux conditions d’usage (distribution spectrale, luminance énergétique, éclairement, distance sont prises en compte pour évaluer le niveau de risque du produit.  Les risques concernent ainsi l’exposition de la peau, l’exposition de la surface de l’œil (cornée, conjonctive et lentilles), ainsi que l’exposition de la rétine dans la partie postérieure de l’œil.

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La colorimétrie est la discipline psychophysique qui se donne pour objectif la mesure de la couleur. Elle relie des mesures physiques effectuées sur la lumière aux perceptions colorées.

Les mesures de colorimétrie permettent la caractérisation des performances des sources lumineuses et des systèmes qui les intègrent : LED, lampes, luminaires, feux de véhicules automobiles, écrans, indicateurs, panneaux…

Aussi, PISÉO dispose de compétences et d’équipements de pointe pour réaliser des essais objectifs, impartiaux et de qualité.

Ces résultats vous permettent de vérifier les performances de vos produits en accord avec les exigences réglementaires et normatives, et de les valoriser.

Mesures de flux et de colorimétrie

Les mesures en sphère intégratrice permettent la caractérisation des performances photométriques et colorimétriques d’une source lumineuse ou d’un système lumineux.

Basée sur une mesure radiométrique au moyen d’un spectroradiomètre, cette caractérisation est réalisée sous accréditation COFRAC dans des conditions d’essais contrôlées, en accord avec des méthodes reconnues internationalement : NF EN 13032-1, NF EN 13032-4, CIE S025 et LM 79.

Ainsi, grâce à ces mesures, nous pouvons vous fournir des rapports accrédités contenant les caractéristiques suivantes :

• Flux lumineux (lumens)
• Spectre d’émission de la lumière ( longueur d’ondes de 360nm à 830nm)
• Données colorimétriques : coordonnées chromatiques (x,y), température de couleur (CCT), indice de rendu des couleurs (IRC), Ra, IRC 14 couleurs, TM-30
• Puissance électrique totale consommée (W)
• Efficacité lumineuse (lumens/W)
• Facteur de puissance
• Classe d’efficacité énergétique *
• Taux de distorsion des harmoniques *

*Prestation réalisée hors accréditation

Equipements de mesure de flux et de colorimétrie

Le laboratoire de PISÉO dispose de différents équipements permettant de mesurer la colorimétrie, le flux de la lumière sortant de vos appareils d’éclairage à LED.

Ces équipements doivent être suffisamment précis, étalonnés régulièrement et mis en œuvre par des opérateurs qualifiés dans un environnement maîtrisé, sans quoi les résultats d’essais peuvent être très aléatoires.

• 2 sphères intégratrices : Instrument Systems 2m et GL Optic 50cm.
• 3 spectroradiomètres Instrument Systems : CAS 120, 140CT et 140D couvrant les rayonnements proche UV, visibles et proche IR.
• chromamètre CS-200 de Konica Minolta
• Puissancemètre Yokogawa WT 3000.
• Alimentations stabilisées DC et AC.
• Dispositif régulé en température pour la mesure de performance de packages LED sous différentes conditions de fonctionnement électrique et thermique.

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Il peut provoquer des situations d’inconfort visuel pour les utilisateurs, voire des troubles plus sévères (crises d’épilepsie) pour les sujets les plus sensibles.

Il est dépendant de la variation de l’alimentation électrique, volontaire ou involontaire. Lorsqu’elle est involontaire, cette variation est le signe d’une conception du produit de mauvaise qualité. De la même manière, l’effet stroboscopique est un phénomène optique qui apparaît lorsque des objets sont en mouvement et éclairés par une source de lumière qui fluctue à une certaine fréquence. Il peut ainsi donner l’impression qu’une pièce est immobile alors qu’elle bouge. Cela peut ainsi s’avérer dangereux dans certaines situations.

Les appareils intégrant des sources de lumière de type LED, extrêmement réactives, peuvent ainsi présenter assez facilement des effets visuels indésirables tels que le flicker optique (papillotement) ou l’effet stroboscopique.

Equipements de mesure du flicker

Spectrocolorimètre Bi Tec Sensor Lightmeter Gigahertz Optik et alimentation stabilisée Chroma pilotée

Caractéristiques :

• Mesure d’éclairement et colorimétrie (longueur d’onde de rayonnement optique)
• Mesures de flicker optique ( indice de flicker, pourcentage de flicker et Pst LM)
• Mesure de l’effet stroboscopique
• Technologie de mesure spectrale adaptée à la lumière produite par les LED
• Photodiode rapide pour la synchronisation à la mesure de la lumière modulée en largeur d’impulsion et du scintillement optique
• Pilotage de l’alimentation électrique conformément à l’IEC TR 61547-1

Analyses comparatives de flicker sur lampes LED

Pour en savoir plus sur l’effet de flickering, scintillement ou papillotement, nous vous invitons à prendre connaissance de notre analyse sur le flicker optique des lampes Led présentes sur le marché.

Les experts de PISÉO ont comparé au sein de leur laboratoire les indices classiques de flicker optique avec l’indice PST LM. Pour cela, 20 échantillons de lampes LED commercialisées ont été mesurés et analysés en laboratoire. Les résultats montrent une bonne corrélation entre les différents indices. Les comparaisons effectuées permettent également d’établir des liens entre la qualité de l’électronique des lampes LED et le niveau des indices de flicker PST LM. Les résultats de nos travaux montrent que 20% de l’échantillonnage présente un niveau de flicker optique non conforme aux limites prévues par la future règlementation, pour des raisons liées à la trop grande simplicité de l’électronique de régulation, ou bien au manque de robustesse des fonctions d’ajustage de flux (dimming ou gradation).

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Dans ce cadre, les règles existantes en vertu du règlement (UE) n° 874/2012 sont abrogées et remplacées par de nouvelles exigences en matière d’étiquetage énergétique pour les sources lumineuses en vertu du règlement (UE) 2019/2015 dit ELR (Energy Label Regulation) relatif à l’étiquetage énergétique des sources lumineuses.

De même, le règlement (UE) 1194/2012 est ainsi remplacé par le règlement (UE) 2019/2020 dit SLR (Single Lighting Regulation). Celui-ci porte sur les exigences fonctionnelles et de performances des sources lumineuses et appareillages de commande. Il a été amendé le 23 février 2021 par le règlement (UE) 2021/341.

A noter que depuis le 25 décembre 2019, l’étiquetage des luminaires n’est plus obligatoire.

Accédez au replay de notre webinaire exclusif organisé par nos experts dans le domaine.

Quelles exigences de conformité ?

Clairement, la nouvelle règlementation pousse à réduire l’impact environnemental et sociétal des appareils d’éclairage mis sur le marché en favorisant 4 axes :

• L’efficacité énergétique des sources et des appareillages.
• La qualité des produits.
• La réparabilité et le recyclage des produits.
• L’information des utilisateurs.

Efficacité énergétique des produits

Le règlement (UE) 2019/2020 impose principalement des limites de puissance maximale (Ponmax) à ne pas dépasser en fonction des types de sources lumineuses, ainsi que des exigences d’efficacité pour les appareillages séparés. De plus, des exigences pour le fonctionnement en mode veille sont également fixées. Ces dispositions conduisent donc à interdire la commercialisation des produits jugés trop énergivores.

A noter que la mesure de flux (lm) entre dans calcul du Ponmax et que les sources à faisceaux dirigés sont celles dont 80% du flux lumineux est compris dans un cône d’angle de 120°.

Qualité des produits définis par l’ELR-SLR

Le règlement (UE) 2019/2020 définit des exigences fonctionnelles applicables aux sources lumineuses. Une grande partie de ces exigences existaient déjà dans les règlements (UE) 244, 245, 1194/2012. Cependant, de nouveaux aspects sont apparus, liés à la temporalité de la lumière, notamment le papillotement et l’effet stroboscopique qui peuvent particulièrement affecter les dispositifs à LED en raison de leur grande réactivité. Les caractéristiques concernées par le règlement sont les suivantes :

• l’Indice de Rendu des Couleurs (IRC)
• le facteur de déphasage
• le facteur de conservation du flux lumineux après essai d’endurance à 3600h pour LED et OLED
• le facteur de survie après essai d’endurance à 3600h pour LED et OLED
• Constance des couleurs pour LED et OLED
• Papillotement (Pst LM)
• Effet stroboscopique (SVM)

Réparabilité et recyclage des produits 

Sans l’imposer, mais en introduisant la notion de produits « contenants » tels que les luminaires et en demandant aux metteurs sur le marché de veiller « à ce que les sources lumineuses et les appareillages de commande séparés puissent être retirés sans être endommagés de manière permanente par les autorités de surveillance du marché à des fins de vérification », la règlementation européenne tend donc à favoriser les produits dont les sources de lumière sont démontables.

Enregistrement des appareils d’éclairage dans la base EPREL 

En parallèle du respect de ces nouveaux règlements, les metteurs sur le marché ont pour obligation d’enregistrer les appareils dans la base de données européenne sur l’étiquetage énergétique (EPREL), avant de pouvoir les vendre sur le marché européen. Les résultats des essais de conformité servent directement à renseigner cette base.

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Néanmoins, ces rayons sont dangereux pour le corps humain et peuvent détériorer les matériaux. Il est donc nécessaire de bien connaître les rayonnements UV en réalisant des mesures sur les sources lumineuses et appareils qui les intègrent.

Risque UV mesuré en laboratoire

Des mesures radiométriques réalisées de manière fiable et impartiale permettent ainsi de connaître précisément les rayonnements émis et de déterminer les performances des appareils fonctionnant dans l’UV.

Dans ce cadre, le laboratoire de PISÉO vous propose les mesures radiométriques et analyses suivantes :

– mesure du spectre UV-A, UV-B et UV-C

– mesure d’irradiance (Wopt/cm2) sur une surface à une distance donnée de 250nm à 380nm

– cartographie des irradiances sur une surface à différentes distances

– calcul des doses énergétiques (J/cm2) à une distance et un temps donné

Equipements de mesure UV :

– Sonde de puissance et optomètre UV-C Gigahertz optik (UV-3726-4 / X1-1 V-02) : 250nm-290nm

– Spectroradiomètre Instrument System CAS 140D : 300nm-1100nm

– Banc radiométrique Everfine OST 300 : 200nm-1600nm

 Les LEDs UV-C pour la désinfection

Suite à la crise exceptionnelle liée à l’apparition du Covid-19 (Coronavirus), la désinfection pour lutter contre la contagion est devenue un vrai sujet. Par ailleurs, les rayonnements UV-C peuvent détruire ce virus, tout comme d’ailleurs les autre coronavirus.

Ainsi, PISÉO a publié un rapport apportant une description complète de la technologie, de sa mise en oeuvre et du marché de la LED UV-C.

Les experts de PISEO présentent notamment :

– une analyse de l’offre des fabricants de LEDs UV-C,

– les perspectives d’évolution des performances et des prix de ces sources,

– la méthodologie pour concevoir et qualifier des appareils de désinfection efficaces,

– une analyse de la réglementation,

– les besoins applicatifs exprimés en terme de doses selon les micro-organismes à détruire.

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Pour cela ils s’appuient sur des méthodes d’essais reconnues et leurs équipements de mesures mobiles étalonnés (spectroradiomètres, luxmètres, vidéo-luminancemètres).

Certains essais ne peuvent être réalisés au laboratoire mais directement sur place comme la mesure de conformité d’une installation lumineuse dans un bureau, l’éblouissement d’un conducteur sur la route par exemple.

Ces mesures permettent de vérifier en toute indépendance la conformité des installations d’éclairage et des procédés industriels utilisant des rayonnements optiques artificiels à la réglementation et aux normes en vigueur.

Conformité et performance de l’éclairage routier

Un relevé sur une installation d’éclairage (LED ou conventionnel) peut permettre de vérifier la conformité au cahier des charges, d’identifier la cause de certaines gênes possibles des utilisateurs (éclairement insuffisant, éblouissement) mais aussi d’évaluer les performances d’un nouveau revêtement par exemple.

Ce type de prestation s’inscrit dans le cadre d’études et d’améliorations de l’éclairage public, des voieries, de l’accès aux bâtiments… Elle a pour but d’aider les architectes, les bureaux d’études, les collectivités ou syndicat d’Energie à développer des solutions confortables et efficaces pour les utilisateurs.

Les villes testent différentes solutions pour diminuer la consommation d’Energie de l’éclairage publique. Ceci passe aussi par le développement de nouveau revêtement.

Pour mettre en évidence les améliorations apportées par ces nouveaux revêtements en matière de perception visuelle et de sécurité pour les usagers, PISÉO réalise des mesures d’éclairement, d’uniformité et de luminance avant et après la mise en œuvre de ces nouveaux revêtements. Ces mesures pourront aussi permettre d’évaluer la possibilité de diminuer la puissance lumineuse émise par les éclairages routiers pour des performances en luminance égales, dans un objectif d’économie d’énergie.

• Relevés d’éclairement et luminance sur site avant et après application du nouveau revêtement, de nuit.
• Évaluation des niveaux de luminance et d’éclairement et calcul des uniformités selon les exigences de la norme EN 13201-2.
• Évaluation de l’effet du revêtement sur les performances de luminance.
• Évaluation et comparaison des résultats avec l’étude photométrique fournie par le fabricant.

Le rapport d’essais de PISÉO permet à ses clients de valider ou non l’utilité de telles solutions.PISÉO a réalisé de nombreuses autres prestations de mesures sur site dont notamment :

• luminance et uniformité sur panneaux publicitaires (cartographie des luminances en cd/m2)
• flux et contraste visuel sur dalles podo-tactiles à des stations de tramway
• éclairement moyen et luminance dans des tunnels
• éclairement et luminance sur le réseau autoroutier

Performance de revêtement phosphorescent

De plus en plus de moyen d’éclairer sans consommer d’énergie sont développés. Parmi ceux-ci, les marquages au sol phosphorescents.

Ceux-ci-doivent aussi être contrôlés, pour leur capacité à illuminer, mais surtout sur la durée de cette luminance, autrement dit la rémanence qui peut être caractérisée en laboratoire.

Le laboratoire de PISÉO se déplace sur site, de nuit pour faire des relevés à différents moments de la nuit pour réaliser des mesures de luminances et analyser les performances de ces revêtements.

Des équipements mobiles pour vos relevés

Caméra Vidéo-luminancemètre Westboro :

• Mesures d’intensité absolue en luminance cd/mm²
• Grande Dynamique de mesures : de 0.026 cd/m² à 100M cd/m²
• Résolution importante de 12M pixels
• Excellente sensibilité et reproductibilité
• Différentes optiques grand angle, zoom ou macro selon l’application
• Précision de mesure obtenue sur la valeur de luminance est de 3%

Cette Caméra CCD est équipée d’un filtre photopique V lambda entre l’optique et le capteur CCD. Ce capteur retranscrit la perception/sensibilité de l’œil humain, de jour, suivant les tri-stimulus rouge/vert/bleu.

La mesure reflète donc la réalité de ce que ressent un utilisateur devant une scène éclairée.

Luxmètre-chromamètre Konica-Minolta CL-200A

Spectrocolorimètre Bi Tec Sensor Lightmeter 256 Gigahertz Optik 

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