Optimaalisen valonjaon tavoittelu
Optinen suunnittelu on haastava ammatti. Tämä pätee erityisesti silloin, kun optisia ratkaisuja on mukautettava suunnittelumieltymyksiin samalla, kun säilytetään optimaalinen valonjako. Per-Arne Torstensson on TYRIn vanhempi optinen insinööri, jonka työpäivä koostuu linssijärjestelmien ja -teknologioiden integroinnista valaisimiin, joilla on tietty visuaalinen muotoilu. Hän kertoo meille lisää tärkeistä asioista, jotka on otettava huomioon pyrittäessä luomaan optimaalinen valonjako.
Per-Arne Torstensson on työskennellyt optiikan parissa yli 30 vuotta, joista viimeiset kolme vuotta TYRIllä. ”Hain töihin TYRIlle, koska he käyttivät LightToolsia, yhtä kehittyneimmistä optisen suunnittelun ohjelmistotyökaluista. Tämä herätti uteliaisuuteni välittömästi ja koin sen olevan jännittävä haaste. TYRIssä pystyn kehittämään edelleen optiikkaosaamistani valaistuksessa ja pystyn myös oppimaan, miten valo ja sen teknologia voidaan integroida tiettyyn visuaaliseen suunnitteluun”, Per-Arne sanoo.
OPTINEN TEKNIIKKA
Suuri osa Per-Arnen työstä liittyy optimaalisen valonjaon luomiseen raskaan ajoneuvon ympärille, jossa on usein useita erilaisia valoja, jotka on yhdisteltävä oikealla tavalla parhaan mahdollisen valaistuksen saavuttamiseksi. Lisäksi valojen on täytettävä asiakkaiden suunnitteluvaatimukset vaarantamatta valonjaon laatua. ”Metsäteollisuuden hakkuukoneessa on yleensä 25–30 valoa, joilla on usein erilaiset ominaisuudet ja erilainen valonjako. Valoilla on oltava erilaiset ominaisuudet, mutta niiden on silti toimittava yhdessä optimaalisen valonjaon saavuttamiseksi ajoneuvon ympärille. Tämän toteuttaminen on melko monimutkainen tehtävä, ja juuri tätä tietoa me TYRIssä haluamme jakaa asiakkaidemme kanssa. Raskaan ajoneuvon oikea valaistus on välttämätöntä sekä turvallisuuden että tuottavuuden kannalta”, Per-Arne sanoo.
LINSSIN SUUNNITTELU
Valaistuksen suunnittelusta on tullut vuosien varrella yhä tärkeämpää, ja ajoneuvovalot ovat nykyään monien tuotemerkkien tunnusmerkki. TYRI työskentelee säännöllisesti suunnittelun parissa ja kehittää mielellään uusia valoja asiakkaiden suunnittelumieltymysten perusteella. Joskus asiakkaan suunnitteluvaatimukset ovat kuitenkin jo täysin päätetty, mikä vaikeuttaa optimaalisen ratkaisun saavuttamista optiselle järjestelmälle. Per-Arnen tehtävänä on vastata tähän haasteeseen ja yrittää löytää linssisuunnittelu, joka täyttää kriteerit.
Monimutkaiset mallit vaativat joskus useamman kuin yhden linssin, jotka yhdessä ohjaavat tasaista ja voimakasta valoa raskaan ajoneuvon ympärille. Linssit valmistetaan ruiskupuristamalla erilaisista muovimateriaaleista, kuten polykarbonaatista. Linssin laskettu muoto on säilytettävä koko tuotannon ajan, mutta koska muovi kutistuu jäähtyessään ruiskupuristuksen jälkeen, muodossa esiintyy joskus epäsäännöllisyyksiä, jotka muuttavat merkittävästi linssin ominaisuuksia. Nämä epäsäännöllisyydet voidaan usein kompensoida laskelmissa ennen puristamista, mutta useiden linssien kanssa työskenneltäessä epäsäännöllisyydet voivat kasaantua ja vaikeuttaa työtä.
KEVYEN HÄIKÄISYN
Toinen tärkeä näkökohta optiikan kanssa työskentelyssä on pyrkiä luomaan valonjako, joka tuottaa mahdollisimman vähän häikäisyä. Yksi tavoitteistamme on alkaa käyttää kameroita antureina INTELLi -valaisimissa , koska tämä antaisi enemmän tietoa tulevasta valosta ja hallitsisi himmennystä tehokkaammin.
VALONJAKAUTUMINEN JA LUMEN
LED-moduuli jakaa valoa eri suuntiin, ja linssijärjestelmän on sitten suunnattava valo halutun valonjaon saavuttamiseksi. On tärkeää muistaa, että pelkkä lumen-kokonaismäärä ei voi kuvata hyvää valonjakoa. 2 500 lumenin valonjako voi olla paljon parempi kuin 4 000 lumenin, koska jälkimmäinen voi hajota ja häikäisyriski on suurempi.
”Valon ominaisuuksia kuvaa parhaiten sen intensiteettijakauma eli se, miten valo jakautuu eri kulmissa, ei LED-valon suurin lumen-arvo. Monet asiakkaat tekevät virheen kysyessään suurinta lumen-kokonaisarvoa, mutta se ei välttämättä takaa parasta mahdollista valonjakoa. Tätä voidaan verrata auton suorituskyvyn arviointiin pelkästään sen tehon perusteella, mikä ei kerro mitään auton kiihtyvyysnopeudesta tai huippunopeudesta. Hyvä valonjako on paljon monimutkaisempi asia kuin korkea lumen-kokonaisarvo”, Per-Arne sanoo.
Lisäksi eri yritykset ja toimittajat mittaavat valonkulutusta eri tekijöiden perusteella. Esimerkiksi kiinalaiset valmistajat ilmoittavat usein teoreettisen valonkulutuksen sen sijaan, että ilmoittaisivat efektiivisen valonkulutuksen, joka säilyy valon kulkiessa linssijärjestelmän läpi. Parhaassa tapauksessa linssi voi kerätä noin 75–80 prosenttia LED-valon teoreettisesta valosta. Riittämättömissä optisissa ratkaisuissa ei välttämättä saavuteta edes puolta valon teoreettisesta valosta.
