Die Suche nach optimaler Lichtverteilung

Optische Technik ist ein anspruchsvoller Beruf. Dies gilt insbesondere dann, wenn optische Lösungen an Designvorlieben angepasst werden müssen und gleichzeitig eine optimale Lichtverteilung beibehalten werden soll. Per-Arne Torstensson ist ein leitender Optikingenieur bei TYRI, dessen Arbeit darin besteht, Linsensysteme und Technologien in Leuchten mit einem bestimmten visuellen Design zu integrieren. Er erzählt uns ein wenig mehr über wichtige Dinge, die zu beachten sind, wenn man versucht, eine optimale Lichtverteilung zu erreichen.

Per-Arne Torstensson arbeitet seit über 30 Jahren mit Optik, die letzten drei Jahre davon bei TYRI. "Der Grund, warum ich mich bei TYRI beworben habe, war, dass dort LightTools eingesetzt wird, eines der anspruchsvollsten Software-Tools für optisches Design. Das hat mich sofort neugierig gemacht und ich empfand es als eine spannende Herausforderung. Bei TYRI kann ich mein optisches Fachwissen im Bereich Beleuchtung weiter ausbauen und lernen, wie eine Leuchte und ihre Technologie in ein bestimmtes visuelles Design integriert werden kann", sagt Per-Arne.

OPTISCHE TECHNIK

Ein großer Teil von Per-Arnes Arbeit besteht darin, eine optimale Lichtverteilung rund um ein schweres Fahrzeug zu schaffen, an dem oft viele verschiedene Leuchten angebracht sind, die für eine bestmögliche Ausleuchtung richtig kombiniert werden müssen. Darüber hinaus müssen die Leuchten auch die Designwünsche des Kunden erfüllen, ohne die Qualität der Lichtverteilung zu beeinträchtigen. "Ein Harvester in der Forstwirtschaft hat in der Regel 25 bis 30 Leuchten, die häufig unterschiedliche Eigenschaften und eine unterschiedliche Lichtverteilung haben. Die Leuchten müssen unterschiedliche Eigenschaften haben, aber dennoch zusammenarbeiten, um eine optimale Lichtverteilung rund um das Fahrzeug zu erreichen. Es ist eine ziemlich komplexe Aufgabe, dies zu bewerkstelligen, und genau dieses Wissen möchten wir bei TYRI mit unseren Kunden teilen. Die richtige Beleuchtung eines schweren Fahrzeugs ist sowohl für die Sicherheit als auch für die Produktivität unerlässlich", sagt Per-Arne.

LENS DESIGN

Das Design der Beleuchtung hat im Laufe der Jahre immer mehr an Bedeutung gewonnen, und Fahrzeugleuchten sind heute ein Markenzeichen vieler Marken. TYRI arbeitet regelmäßig an der Designentwicklung und entwickelt gerne neue Leuchten auf der Grundlage von Kundenwünschen. Manchmal steht jedoch eine Designvorgabe des Kunden bereits fest, was es schwierig macht, eine optimale Lösung für das optische System zu finden. Es ist Per-Arnes Aufgabe, sich dieser Herausforderung zu stellen und zu versuchen, ein Linsendesign zu finden, das die Kriterien erfüllt.

Komplizierte Konstruktionen erfordern manchmal mehr als eine Linse, die zusammen ein gleichmäßiges und starkes Licht auf das schwere Fahrzeug lenken. Die Linsen werden im Spritzgussverfahren aus verschiedenen Kunststoffen wie Polycarbonat hergestellt. Die berechnete Form der Linse muss während der gesamten Produktion beibehalten werden, aber da der Kunststoff beim Abkühlen nach dem Spritzgießen schrumpft, treten manchmal Unregelmäßigkeiten in der Form auf, die die Eigenschaften der Linse erheblich verändern. Diese Unregelmäßigkeiten können oft in den Berechnungen vor dem Gießen ausgeglichen werden, aber wenn man an mehreren Linsen arbeitet, können sich die Unregelmäßigkeiten häufen und die Arbeit erschweren.

LICHTBLENDE

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Arbeit mit der Optik ist der Versuch, eine Lichtverteilung zu schaffen, die möglichst wenig Blendung erzeugt. Eines unserer Ziele ist die Verwendung von Kameras als Sensoren in INTELLilight-Leuchten, da dies mehr Informationen über entgegenkommendes Licht liefern und das Dimmen effizienter gestalten würde.

LICHTVERTEILUNG UND LUMEN

Ein LED-Modul verteilt das Licht in verschiedene Richtungen, und das Linsensystem muss das Licht dann so lenken, dass die gewünschte Lichtverteilung erreicht wird. Es ist wichtig, daran zu denken, dass die Gesamtzahl der Lumen allein keine gute Lichtverteilung beschreibt. Eine Lichtverteilung von 2.500 Lumen kann viel besser sein als eine von 4.000 Lumen, da letztere diffus sein können und ein größeres Risiko der Blendung bergen.

"Was die Eigenschaften einer Leuchte am besten beschreibt, ist ihre Intensitätsverteilung, d. h. wie sich das Licht in verschiedenen Winkeln verteilt, und nicht das maximale Lumen der LED-Leuchte. Viele Kunden machen den Fehler, nach dem höchsten Lumenwert zu fragen, der aber nicht unbedingt die beste Lichtverteilung bietet. Das ist vergleichbar mit der Beurteilung der Leistung eines Autos, wenn man nur die Pferdestärken kennt, die nichts darüber aussagen, wie schnell das Auto beschleunigt oder wie hoch die Höchstgeschwindigkeit ist. Eine gute Lichtverteilung ist viel komplizierter als eine hohe Lumenanzahl", sagt Per-Arne.

Darüber hinaus messen die verschiedenen Unternehmen und Anbieter das Lumen auf der Grundlage unterschiedlicher Faktoren. Hersteller in China geben beispielsweise häufig das theoretische Lumen anstelle des effektiven Lumenwerts an, der erhalten bleibt, nachdem das Licht durch das Linsensystem gelangt ist. Im günstigsten Fall können etwa 75-80 Prozent des theoretischen Lumen des LED-Lichts von einer Linse aufgefangen werden. Bei unzureichenden optischen Lösungen kann nicht einmal die Hälfte des theoretischen Lichts erreicht werden.