Jakten på den optimala ljusbilden

Att arbeta med optisk teknik är ett utmanande yrke. Speciellt när optiska lösningar ska anpassas efter designönskemål och samtidigt behålla en optimal ljusbild. Per-Arne Torstensson är optik-ingenjör på TYRI och arbetar dagligen med att integrera linssystem och teknik i lampor som har en specifik visuell design. Här berättar han mer om vad som är viktigt att tänka på när man försöker skapa en optimal ljusbild.

(Artikel från TYRIs webbplats)

Per-Arne Torstensson har arbetat med optik i över 30 år varav de senaste tre åren på TYRI.

– Anledningen till att jag sökte mig till TYRI var faktiskt för att de använde LightTools, ett av de mest avancerade mjukvaruverktygen för optisk design. Det väckte min nyfikenhet direkt och jag kände att det här blir en spännande utmaning. På TYRI får jag utveckla min optikkompetens inom belysning och dessutom får jag lära mig hur man integrerar en lampa och dess teknik i en specifik visuell design, säger Per-Arne.

Optisk teknik

En stor del av Per-Arnes arbetsuppgifter handlar om att skapa en optimal ljusbild runt en arbetsmaskin som ofta har många olika lampor monterade som ska kombineras på rätt sätt för att få bästa möjliga ljusbild. Dessutom ska lamporna även kunna möta kundens designönskemål utan att tappa kvalitet på ljusbilden.

– På en skördare inom skogsindustrin finns vanligtvis 25 till 30 lampor monterade som ofta har olika egenskaper och olika ljusbilder. Lamporna ska ha olika egenskaper men likväl samarbeta för en optimal ljusbild runt maskinen. Det är en ganska komplex uppgift att få detta att fungera och den kunskapen vill vi på TYRI bidra med till våra kunder. Rätt belysningen på en arbetsmaskin är avgörande för både bra säkerhet och produktivitet, säger Per-Arne.

Linsdesign

Design inom belysning har under åren blivit allt viktigare och fordonets lampor är idag ett signum för många varumärken. TYRI arbetar ofta med designutveckling och tar gärna fram nya lampor utifrån en kunds designönskemål. Men ibland är designspecifikationen från en kund helt förutbestämd och då kan det bli svårt att lösa en optimal lösning för optiksystemet. Då får Per-Arne anta utmaningen att försöka hitta en linsdesign som ska kunna passa inom dessa kriterier.

Är det en komplicerad design kan det ibland krävas fler än en lins som tillsammans riktar ett jämnt och starkt ljusflöde runt arbetsmaskinen. Linserna produceras genom formsprutning av olika plastmaterial som exempelvis polykarbonat. Linsens beräknade form måste upprätthållas genom hela produktionen, men eftersom plast krymper när det svalnar efter formsprutning kan det ibland förekomma formavvikelser som påtagligt förändrar linsens egenskaper. Ofta kan man parera detta i beräkningarna innan formsprutning men vid arbete med flera linser kan avvikelserna sticka iväg och försvåra arbetet.

Bländande ljus

En annan viktig del inom det optiska arbetet är att försöka skapa en ljusbild som ger minimal bländning. Istället för att använda sig av rörliga komponenter arbetar man ofta med lampans aktiva ljuskomponenter. Per-Arne arbetar med att få olika ljusbilder i lampan att tändas och släckas och genom det ”rikta om” ljusbilden.

– Här blir INTELLilight ett effektivt verktyg som hanterar bländning smidigt genom automatisk avbländning med hjälp av enklare ljussensorer. Vi har även som mål att börja använda kameror som sensorer i INTELLilights lampor eftersom det skulle ge mer information om det mötande ljuset och kunna hantera avbländningen mer effektivt.

Ljusbild och lumen

En LED-modul sprider ljus i alla olika riktningar och linssystemet ska sedan rikta ljuset till en önskvärd ljusbild. Det är viktigt att komma ihåg att endast antalet lumen inte kan beskriva en bra ljusbild. En ljusbild på 2500 lumen kan vara mycket bättre än en ljusbild på 4000 lumen eftersom den senare kan spreta och även har större risk för bländning.

– Det som bäst beskriver en lampas egenskaper är dess intensitetsfördelning, det vill säga hur ljuset fördelas i olika vinklar, inte LED-lampans maxantal lumen. Många kunder gör misstaget att be om högst antal lumen, men det behöver inte ge den bästa ljusbilden. Jämför exempelvis med att bedöma prestanda för en bil genom att bara få uppgift om bilens antal hästkrafter, det säger egentligen ingenting om hur snabbt den accelererar eller vad toppfarten blir. En bra ljusbild är mycket mer komplicerad än högt antal lumen, säger Per-Arne.

Dessutom mäter olika företag och leverantörer lumen utifrån olika faktorer. Tillverkare i Kina anger till exempel ofta LED-lampans teoretiska lumenantal istället för de effektiva lumen som faktiskt blir kvar efter att ljuset passerat lampans linssystem. I bästa fall kan cirka 75-80 procent av LED-lampans teoretiska lumen samlas ihop av en lins. Vid dåliga optiska lösningar kanske man inte ens får ut hälften av lampans teoretiska antal lumen.