Sie sind winzig klein, hell und langlebig, IR- und UV-frei, energie-effizient, unempfindlich gegen Erschütterungen und wartungsfrei: Licht emittierende Dioden – kurz LEDs. Sie haben viele Vorteile und sie sind bei MENTOR die Lichtquellen unserer Wahl. Es gibt LEDs in einer kaum überschaubaren Zahl unterschiedlicher Typen, Bauformen, Größen, Abstahlwinkel sowie Licht- und Leistungsvarianten. Sie unterscheiden sich aber auch in Lebensdauer und anderen Qualitätsmerkmalen, Zertifizierungen und Zulassungen, langfristiger Verfügbarkeit und nicht zuletzt in ihren Preisen. Dies schafft ein enorm breites Angebot mit vielfältigen Möglichkeiten für die Entwicklung moderner Lichtlösungen.
LEDs – Die Quellen unseres Lichts
Wir selbst entwickeln bei MENTOR keine eigenen LEDs und stellen auch keine solchen her. Aber wir setzen LEDs seit mehr als 40 Jahren in unseren opto-elektronischen Bauelementen und kundenspezifischen Lichtlösungen erfolgreich ein. Seitdem haben wir Entwicklung und aktuelle Trends der LED-Technik genau verfolgt und vielfältig genutzt. Unsere jahrzehntelange Erfahrung mit dieser Lichtquelle, ein großes Markt- und Technologie Know-how und die langjährige, enge Zusammenarbeit mit führenden LED-Herstellern versetzen uns heute in die Lage, diese innovative Licht-Technologie für unsere Kunden optimal zu nutzen.
Unsere Spezialisten in der Produktentwicklung und der Fachabteilung Lichtentwicklung nutzen modernste Entwicklungs- und Simulationstools im eigenen Lichtlabor, um optimale Lösungen zu entwickeln, angestrebte Lichtergebnisse im Vorfeld durch Simulation zu prognostizieren und die erreichten Ergebnisse zu validieren.
Hat die LED-Technik auch Schwächen? Natürlich, denn wo Licht ist, da ist bekanntlich auch Schatten. Auch wenn die Vorteile der LED-Technik ihre Nachteile klar überwiegen, so sind letztere dennoch beachtenswert: Zu hohe Temperaturen führen bei LEDs zu frühzeitiger Alterung und einer signifikanten Reduzierung der Lebensdauer. Mit zunehmender Alterung, egal ob natürliche oder aufgrund zu hoher Temperatur vorzeitige, ändern sich für das menschliche Auge durchaus erkennbar Farbort und Helligkeit einer LED. Die gleichen unerwünschten Effekte treten aber auch unabhängig vom Alter der LED auf, wenn diese bei stark schwankenden Temperaturen betrieben wird. Und ein drittes Phänomen ist zu berücksichtigen: Farbort und Helligkeit einer LED schwanken produktionsbedingt innerhalb einer Charge (Bin).
Wir kennen diese Schwächen der LED-Technik und lösen die hier liegenden Herausforderungen mit unterschiedlichen, der jeweiligen Applikation angepassten Strategien: im einfachsten Fall durch die Auswahl geeigneter, hochwertiger LEDs, in vielen Fällen durch die Entwicklung und Integration eines passenden Thermomanagements und bei besonders hohen Anforderungen durch die Nutzung Microprozessor-gesteuerter LED-Module und einer individuellen End-Of-Line Kalibrierung der LED.
Unter Federführung einer eigenen Fachabteilung im Elektronikbereich entwickeln wir, wo sinnvoll unter Einbindung spezialisierter Entwicklungspartner, nach kundenspezifischen Vorgaben serientaugliche Steuerungselektronik z.B. für Steuerungsprotokolle wie Zigbee, DALI, LIN, DMX oder KNX. Eine weitere Elektronik-Fachgruppe ist spezialisiert auf die Hard- und Softwareentwicklung für (opto-)elektronische Prüfstände und datenbankbasierte End-Of-Line-Prüfsysteme. Zur Gewährleistung der gleichbleibenden Qualität ist hier die wissenschaftlich akkurate Messung der LED-Lichtlösungen notwendig. Hierfür werden in enger Absprache mit der Qualitätssicherungsabteilung die Messmethoden und Messgrößen definiert.
RGB Farblichtlösungen
Wird für eine Kundenapplikation wechselbares Farblicht gewünscht, soll die Lichtfarbe individuell eingestellt werden oder sich sensorgesteuert situativ ändern, kommen in der Regel RGB- oder RGB-W Farblicht-LEDs zum Einsatz. Aufwendige Multicolor-Lösungen und dynamische Lichtszenarien sind ohne sie kaum denkbar. Besonders anspruchsvoll werden RGB-Farblichtlösungen immer dann, wenn in einer Applikation mehrere RGB-LEDs so aufeinander abgestimmt werden müssen, dass dauerhaft ein konstanter Farbort und eine identische Helligkeit aller in das System integrierten RGB-Leuchten zu gewährleisten ist. Das menschliche Auge nimmt hier auch leichte Farb- und Helligkeitsunterschiede wahr und das Lichtergebnis wird dann als inhomogen und qualitativ nicht wertig empfunden. Gewünscht ist daher immer eine Lichtlösung, die ein homogenes Farbbild und eine perfekte Synchronisierung aller eingesetzten RGB-Lichtquellen bietet.
Für anspruchsvolle Farblichtanwendungen wie diese, haben wir eine RGB-LED-Lösung mit integriertem Mikrocontroller entwickelt. Dieser Mikrocontroller und eine hundertprozentige End-Of-Line Kalibrierung der Module ermöglicht die Kompensation von temperatur- und alterungsabhängigen Effekten sowie von produktionsbedingten Farb- und Helligkeitsbins. Gleichzeitig wird auf diese Weise der Lichtstrom jedes Moduls individuell justiert, um Leuchtdichteunterschiede zwischen einzelnen Applikationen zu vermeiden oder bewusst zu nutzen.
Lichtmischung im RGB-Farblichtmodul
Eine integrierte Mischlinse sorgt im Inneren der RGB-Farblichtmodule für eine gute Farbdurchmischung der einzelnen RGB-LED-Chips und somit für einen gleichbleibenden Farbeindruck über die gesamte Länge der Lichtapplikation.
Tunable White
Die Möglichkeit, die Farbtemperatur im Weisslicht-Bereich auf Basis von Hochleistungs-LEDs dynamisch zu steuern, hat viele Vorteile. Durch die Einstellung der Farbtemperatur kann eine weiße Beleuchtung perfekt an das auszuleuchtende Objekt oder die gewünschte Stimmung angepasst werden. Die automatische Steuerung der Farbtemperatur entlang der Plankschen Kurve in einem definierten Zeitraum, ermöglicht es sogar, den Tageslichtablauf exakt nachzustellen. Diese Lösungen kommen insbesondere im sog. Human-Centric-, Circadian- oder Biodynamic-Lighting zum Einsatz. Aber auch wenn es aus ästhetischen Gründen „nur“ auf die perfekt synchrone Lichttemperatur mehrerer Leuchten ankommt und hier lichtrelevante Temperatur- und Alterungseffekte ausgeglichen werden sollen, sind Tunable White Lösungen die erste Wahl.
MENTOR entwickelt und fertigt LED-basierte Tunable White Applikationen nach individuellen Kundenanforderungen mit einem Farbtemperaturbereich von 2.500 bis 9.900 Kelvin und einer Farbwiedergabequalität mit sehr hohen CRI-Werten. So bieten wir unseren Kunden die Chance, von den Möglichkeiten dieser Technologie zu profitieren, ohne eigenes Know-how aufbauen zu müssen. Kostengünstige Versionen mit Kaltweiß/Warmweiß-LEDs sind dabei ebenso möglich, wie anspruchsvolle Varianten mit Blue/Mint/Amber LEDs und sehr guter Farbortgenauigkeit.
