Niestandardowe emitery LED ułatwiające projektowanie kompleksowych aplikacji świetlnych

fot. LED Engin

Specjalna platforma dla niestandardowych emiterów LED o kompaktowej konstrukcji i wysokim natężeniu światła.

Technologia LED, jako źródło światła, znajduje bardzo wiele zastosowań, a każde z nich wymaga spełniania ściśle określonych warunków. Diody LED często umożliwiają działanie bądź poszerzają funkcjonalności urządzeń mieszczących się w sferze tzw. „nowych technologii”, m.in. sprzętów medycznych, czujników, systemów wizyjnych, technologii druku 3D czy utwardzania promieniowaniem UV. Spektrum zastosowań różnych diod LED o określonych cechach jest bardzo szerokie, a niewielkie urządzenia, w których mają być montowane, często wymagają umieszczania diod w bardzo kompaktowych konstrukcjach. Wymóg ten stanowi wyzwanie dla projektantów LED.

Większość producentów LED jest nastawionych na masowe wytwarzanie standardowych produktów. Zazwyczaj są to pojedyncze diody LED, wieloelementowe matryce lub rozmaite rozwiązania typu Chip-on-Board (CoB). W przypadku aplikacji wymagających mieszanych źródeł światła z wielu matryc, proces projektowania jest bardziej skomplikowany. Rozbudowane wielokolorowe matryce zwykle charakteryzuje większa powierzchnia emitująca światło (LES), podczas gdy współdzielone małe panele zazwyczaj nie przekraczają liczby 4 diod. Na rynku dostępne są podzespoły poziomu drugiego, wykorzystujące połączone w panele diody LED pochodzące od różnych producentów. Złożone modele, w zależności od dostawcy i przeznaczenia rozwiązań różnią się od siebie nawzajem. Na te techniczne ograniczenia odpowiada w swojej ofercie LED Engin produkujący niestandardowe (custom) źródła światła zbudowane na pojedynczym panelu, złożonym z wielu diod, charakteryzującym się mieszanym spektrum emitowanego światła oraz niewielką powierzchnią emisji (LES).

Należąca do OSRAM firma LED Engin, działająca w Dolinie Krzemowej w Kalifornii, opracowuje, produkuje i sprzedaje zaawansowane emitery LED, optykę i moduły świetlne, dostarczając najlepsze rozwiązania m.in. dla branży rozrywkowej, architektury czy medycyny. Standardowa oferta LED Engin obejmuje szeroką gamę produktów od pojedynczych diod o mocy 4W, aż do emiterów 25-kanałowych o mocy 80W z wyjściem światła obejmującym pełne spektrum długości fali od 365 nm do 940 nm oraz pierwotną optykę szklaną.

Wszystkie te emitery wykorzystują platformę LuxiGen™, która opiera się na wielowarstwowym, dopasowanym pod względem współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) substracie ceramicznym z metalowymi interkonektami poprowadzonymi przez ceramiczne warstwy. Platforma uzyskuje jedne z najniższych poziomów oporu cieplnego w oprawach LED na rynku. W jednej mikroobudowie można jednocześnie montować diody od różnych producentów LED – co stanowi wyjątek na rynku - i pokryć je solidną szklaną soczewką. LED Engin obsługuje dokładnie określone przez klienta, specyficzne dla aplikacji emitery LED na tej platformie LuxiGen i jest doświadczonym dostawcą produktów LED na poziomach integracji 1 i 2.

Kluczową zaletą platformy LuxiGen jest to, że może ona pomóc projektantom opraw tworzyć kierunkowe urządzenia oświetleniowe o niewielkich rozmiarach, wspierające wąskie kąty wiązki światła, a jednocześnie charakteryzujące się wysokim natężeniem światła, co przekłada się na możliwość oświetlania powierzchni z większej odległości. Platforma umożliwia także integrację diod LED o różnych długościach fali. Ten układ mechaniczny może zmniejszyć złożoność oraz rozmiar wtórnego układu optycznego, ponieważ pierwotna optyka kieruje strumień świetlny w ściśle określonym kierunku z niemal identycznym kątem pola widzenia wiązki światła (FOV). Trzecią zaletą jest to, że w zależności od wybranej konstrukcji emitera, poszczególne diody lub ciągi diod LED są niezależnie adresowalne.

Przyjrzyjmy się kilku przykładom aplikacji:

W-IR dla kamery dozorowej (monitoring wizyjny).

Emiter LuxiGen z białą diodą LED i diodą podczerwieni w tej samej mikroobudowie jest wszechstronnym źródłem światła sprawdzającym się w kamerach monitorujących. Dzięki niewielkiemu rozmiarowi oraz wbudowanemu emiterowi o silnym strumieniu światła, projektanci kamer mogą uprościć optyczną konstrukcję źródła światła i uzyskać niewielki rozmiar urządzenia. Poszczególne widzialne czujniki obrazu widmowego mogą mieć różną czułość optyczną w zasięgu podczerwieni. LED Engin umożliwia klientowi docelowemu wybór odpowiedniego pasma fal podczerwieni, aby zoptymalizować reakcję czujników obrazu i zapewnić maksymalną moc światła podczerwonego utrzymując pasmo tak "niewidzialnym", jak to tylko możliwe.

RGB-UV do kontroli przemysłowej / systemów wizyjnych.

Każdy materiał inaczej pochłania światło, w zależności od długości fali i rodzaju powierzchni obiektu. Zatem konwencjonalne światło białe nie jest najlepszym rozwiązaniem np. przy precyzyjnym określaniu i opisywaniu mechanicznych kształtów lub krawędzi obiektów. Połączone światło RGB-UV z emitera LuxiGen jest idealne do kontroli i pomiaru końcowych rozmiarów obiektów, czy jakości wykończenia powierzchni. Takowe zastosowanie ma miejsce np. przy produkcji mebli. Widmo światła może być regulowane w zależności od materiału, kształtu i wykończenia powierzchni kontrolowanego obiektu. Promieniowanie UV ujawnia szczegóły poprzez określoną reakcję wizualną z pewnymi rodzajami farb, lakierów lub innych materiałów, których nie można skutecznie zbadać światłem o innej długości fali.

RGB-IR do przechwytywania obrazów siatkówki.

Światło monochromatyczne o wybranych kolorach lepiej oświetla tkanki lub struktury biologiczne niż inne rodzaje światła, dzięki czemu zwiększa się czytelność badanych powierzchni. Tradycyjnie skanery siatkówki wykorzystują zielone światło jako źródło świetlne do obrazowania sieci siatkówki naczyń krwionośnych. Urządzenie RGB-IR wykorzystujące emiter LuxiGen może ujawnić dodatkowe szczegóły.

Przykłady niestandardowych projektów, które można uzyskać dzięki platformie emiterów LuxiGen, obejmują rozwiązania dla aplikacji takich jak: sprzęt analityczny, oświetlenie architektoniczne, oświetlenie sceniczne, oświetlenie ogólne, ogrodnictwo, drukarki przemysłowe i 3D, czujniki obrazu, systemy wizyjne, urządzenia medyczne, kamery bezpieczeństwa i utwardzanie UV.

Źródło: OSRAM Opto Semiconductors