Methoden zur Beschreibung der räumlichen Farbhomogenität von LED-Systemen
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- Guido Lorenz
- vor 6 Jahren
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1 Methoden zur Beschreibung der räumlichen Farbhomogenität von LED-Systemen Masterarbeit von Ingo Rotscholl Betreuer: Dr.-Ing. Klaus Trampert Referent: Prof. Dr. Cornelius Neumann Lichttechnisches Institut (LTI) der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Allgemeine Lichttechnik Fügen Sie auf der Masterfolie ein frei wählbares Bild ein (z.b. passend zum Vortrag) KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
2 Motivation LED LEDs PRO: Effizienz Lebendauer Design * * * M. G. Craford, Leds for solid state lighting and other emerging applications: status, trends, and challenges, in Optics & Photonics Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
3 Motivation LED LEDs PRO: Effizienz Lebendauer Design * CONTRA: Anschaffungskosten Farbinhomogenität Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
4 Motivation Ursachen Farbschatten Farbinhomogenität Weißlichterzeugung Konversionswege Positionierung der LEDs Herstellungstoleranzen Chromatische Abberation an Linsen Offene Farbschatten Fragen Wie darstellen? (Messtechnik, Charakterisierung) Wann erkennen (Gütemaß)? (Physiologie) Wie verhindern? (Optik-Design, Lichtplanung) n(λ) Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
5 Ziele und Vorgehen Ziele Farbschatten der Arbeit Bewerten und Entwickeln/Erweitern von Methoden zur Beschreibung der räumlichen Farbhomogenität Kompakte datenblattartige Darstellung der Information 2-dimensionaler Winkelraum 3-dimensionaler Farbraum = 5-dimensionale Farbverteilung Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
6 Vorgehen Ziele und Vorgehen Ziele Farbschatten der Arbeit Bewerten und Entwickeln/Erweitern von Methoden zur Beschreibung der räumlichen Farbhomogenität Kompakte datenblattartige Darstellung der Information Farbräume Analyse und Bewertung aktueller Methoden Entwicklung eigener Methodik Validierung an Messobjekten Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
7 Gleichabständige Farbräume Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
8 Vorgehen Gliederung Farbräume Analyse und Bewertung aktueller Methoden Entwicklung eigener Methodik Validierung an Messobjekten Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
9 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Koordinatendifferenzen *Phillips LUXEON Rebel Technical Datasheet DS Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
10 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Koordinatendifferenzen u v u v Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
11 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Koordinatendifferenzen Problem 1: Information müssen im Zusammenhang interpretiert werden Problem 2: Vergleich völlig unterschiedlicher Abstrahlrichtungen Bedingt geeignet u v u v Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
12 v Analyse und Bewertung aktueller Methoden Koordinatenabstände Koordinatenabstand Euklidischer Abstand zweier Koordinaten-Punkte = u 1 u v 1 v 2 2 Maß für Wahrnehmung von Farbunterschieden u Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
13 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Koordinatenabstände (φ, θ) = u 1(φ, θ) u R 2 + v 1(φ, θ) v R 2 HV0 * Mittelwert * Problem 1: Vergleich völlig unterschiedlicher Abstrahlrichtungen Problem 2: Referenz freier Parameter mit viel Einfluss Problem 3: Durch Referenz geht Aussagekraft verloren * Abbildung nach: F.. Herrmann et al, LED-Systems - colour shifts and colour presentation, Proceedings of the Lux Europa, 12th European Lighting Conference, Kraków, Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
14 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Farbabstände Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
15 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Farbabstände Identische Koordinatenarbabstandskurven Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
16 Analyse und Bewertung aktueller Methoden Farbabstände Bedingt geeignet Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
17 Vorgehen Gliederung Farbräume Analyse und Bewertung aktueller Methoden Entwicklung eigener Methodik Validierung an Messobjekten Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
18 Lokaler Koordinatenabstand Lokaler Koordinatenabstand Maximaler Koordinatenabstand innerhalb gegebener sich überlappender Raumwinkelintervalle Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
19 Lokaler Koordinatenabstand Lokaler Koordinatenabstand Problem 1: Vergleich völlig unterschiedlicher Abstrahlrichtungen Problem 2: Referenz freier Parameter mit viel Einfluss Problem 3: Durch Referenz geht Aussagekraft verloren Lokaler Parameter Intervallsgröße wahrnehmungsphysiologisches Sehfeld Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
20 Lokaler Farbabstand global vs lokal lokaler E u u v v Identische Koordinatenabstandskurven lokaler. u E u v v Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
21 Lokaler Farbabstand global vs lokal lokaler verschiedene lokale Koordinatenabstände lokaler Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
22 Vorgehen Gliederung Farbräume Analyse und Bewertung aktueller Methoden Entwicklung eigener Methodik Validierung an Messobjekten Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
23 Validierung an Messobjekten 5mm LED Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
24 Validierung an Messobjekten 5mm LED Lok. lokaler θ= Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
25 Validierung an Messobjekten 5mm LED Lok. lokaler θ= Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
26 Validierung an Messobjekten KFZ LED-Scheinwerfer Glas Lens Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
27 Validierung an Messobjekten KFZ LED-Scheinwerfer Glas Lens Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
28 Validierung an Messobjekten KFZ LED-Scheinwerfer Glas Lens Projektion der lokalen Koordinatenabstände auf 5, 10 oder 25 Meter- Wand - Stark inhomogene HDG - Leichter Farbschimmer im Zentrum Auflösung Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
29 Zusammenfassung und Ausblick Farbräume Übersicht und Auswahl Zusammenfassung aktuelle Methoden Farbkoordinatendifferenzen Farbkoordinatenabstände Lokaler Koordinatenabstand In Theorie und Praxis validiert Intuitiv, kompakt, einfach In Theorie und Praxis validiert 1 freier sinnvoller Parameter Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
30 Zusammenfassung und Ausblick Ausblick Farbräume Probandenstudien Übersicht Helligkeit und Auswahl Chromatische Adaptation Sehfeld Homogenitätsmatrix f Δu v, L?, Referenzweiß? Gütemaße für Optimierung Integrale Maxima Integration in Optimierungsalgorithmen des Optikdesigns Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weiterführende Literatur: I. Rotscholl, K. Trampert, F. Herrmann and C. Neumann, Methods for describing illumination colour uniformities, Advances Optical Technologies, 4, (2015) Vortrag Masterarbeit Ingo Rotscholl
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