Die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Leistungs-LED’s hat diesem Leuchtmitteln mittlerweile einen festen Platz in den unterschiedlichsten Beleuchtungsaufgaben verschafft. Die Einsetzbarkeit in der Allgemeinbeleuchtung aber auch in farbkritischen Applikationen und Spezialanwendungen wird wesentlich durch die Farbwiedergabeeigenschaften bestimmt. Limitierender Faktor dabei ist die spektrale Zusammensetzung des mit diesem Leuchtmittel erzeugten Lichtes. Dabei sind Fragen der Gestaltung sowie der sensorisch unterstützten stabilen Umsetzung der spektralen Strahlungszusammensetzung bedeutsam.
Durchgeführt als Verbundprojekt im Rahmen des Förderprogramms “Photonik Forschung Deutschland” und im Rahmen des Programms “IKT2020 – Forschung für Innovation” mit den Projektpartern
gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
“Die spektrale Zusammensetzung des Lichtes ist ein unterschätzter Faktor zur Erzeugung von optischen und nicht optischen Lichtwirkungen”
Das Teilvorhaben “Sensorsignalverarbeitung und Komponenten für multispektrale Feedbacksysteme LED-basierter Leuchtenanordnungen” im Verbund FEEDLED (Feedbacksysteme für intelligente LED-basierte Leuchten) widmete sich zur Lösung dieses Problems dem vielversprechenden Ansatz einer sensorisch geregelten, spektralen Leuchte mit unterschiedlichen LEDs. Im Mittelpunkt standen hierbei Fragen der LED-Auswahl und Lichtmischung, die sensorische Erfassung und Schätzung spektraler Leuchtencharakteristiken aus nicht spektralen optischen Sensoren und die Umsetzung einer spektralen Regelung, um eine spektrale Vorgabe zeitlich stabil im Arbeitsraum einer Leuchte zu realisieren.
Die im Vorhaben umgesetzte spektrale Verarbeitungslösung auf Grundlage neurartiger plasmonischer Multispektral-Sensoren (IIS, X-FAB) kann nicht nur Herstellungstoleranzen ausgleichen, sondern wirkt insbesondere dem spezifischen Alterungs- und Temperaturverhalten der LED-Lichter entgegen. Die optische Funktion der eingesetzten Sensoren wird hier kostengünstig durch Nanostrukturen in Metallschichten (plasmonisch) erzielt.
Die Ergebnisse des Vorhabens SIGCO ermöglichen die Umsetzung von kostengünstigen, leuchtenintegrierbaren spektralen Regelsystemen für intelligente LED-basierte Leuchtensysteme, die in einer Vielzahl anspruchsvoller Leuchtenanwendungen, z.B. in Bildverarbeitung, Medizin, Nahrungsmittelwirtschaft oder der Allgemeinbeleuchtung, eingesetzt werden können. Die entwickelten Verfahren sind übertragbar auf Anwendungen außerhalb des Lichtspektrums und auf anderer sensorischer Grundlage (z.B. bildgebend).
Demonstrator zur Regelung des Spektrums einer Multi-LED-Leuchte. Technisch bedingte Änderungen des gemischten Spektrums z.B. durch individuelle Alterung (Drift) der LED werden sensorisch erfasst und so kompensiert, dass das Leuchten-Spektrum zeitlich stabil bleibt. Die Wiedergabe des Videos wurde zur Demonstration der Regelung zeitlich beschleunigt.
Stefan Junger, Nanko Verwaal, Rico Nestler, Daniel Gäbler: “Integrierte Multispektralsensoren in CMOS-Technologie” in MikroSystemTechnik Kongress 2017, München, VDE-Verlag GmbH, S.813-815, ISBN: 978-3-8007-4491-6; Oktober 2017
Rico Nestler, Kai Fischer, Karl-Heinz Franke, Stefan Junger, Daniel Gäbler: “Sensorisches spektrales Feedbacksystem für anspruchsvolle Leuchtenanwendungen” Tagungsband zum 23. Workshop Farbbildverarbeitung, 05.-06. Oktober 2017, Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V. München, Andreas Kraushaar, Philipp Tröster (Hrsg.), S.59-74 , ISBN: 978-3-00-057941-7; Oktober 2017
Stephan Junger; Rico Nestler; Daniel Gäbler: “Multispektraler CMOS-Sensor und dessen Eignungsbewertung für Lichtanwendungen” Tagungsband zum 22. Workshop Farbbildverarbeitung, 29.-30. September 2016, Ilmenau, Karl-Heinz Franke, Rico Nestler (Hrsg.), S. 9-21, ISBN: 978-3-00-053918-3; September 2016
Kay Wenzel, Kai Fischer, Rico Nestler, Torsten Machleidt, Karl-Heinz Franke: “Konzept einer LED-Lichtquelle zum Synthetisieren von spektral definierten Lichtstimmungen” 21. Workshop Farbbildverarbeitung, 15.-16. Oktober 2015, Koblenz, Dietrich Paulus, Marcel Häselich, Detlev Dröge (Hrsg.), S. 65-73, urn:nbn:de:kola-12755; Oktober 2015
Rico Nestler, Rainer Jahn, Karl-Heinz Franke, Stephan Junger, Daniel Gäbler: “Einsatz hyperspektraler Sensoren zur Überwachung intelligenter LED-basierter Lichtquellen — eine Fallstudie” 21. Workshop Farbbildverarbeitung, 15.-16. Oktober 2015, Koblenz, Dietrich Paulus, Marcel Häselich, Detlev Dröge (Hrsg.), S. 50-64, urn:nbn:de:kola-12755; Oktober 2015