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Farbkonstante LED Système mit True Color Sensoren
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1. Einleitung
Als Ergebnis zahlreicher technischer, wirtschaftlicher, ôkologischer und Designvorteile gegenùber herkômmlichen Lichtquellen finden LEDs ihren Einsatz in immer mehrAnwendungsfeldern, beispielsweise in der Medizintechnik, Displaytechnologien, Automotive, Innen- und AuBenbeleuchtung, Umgebungs- oder sonstiger Beleuchtung. Dennoch existieren einige Nachteile, wie die Abhàngigkeit der Farbe und Intensitàt von der Alterung, Durchlassstrom und der Temperatur. Zwar ist die Wàrmeentwicklung von LEDs gegenùber anderen Lichtquellen relativ gering, jedoch muss hier der Temperaturbereich der Anwendung genauer betrachtet werden. LED Systeme mùssen mit unterschiedlich groBen Temperaturbereichen zurechtkommen. Zum Beispiel haben Backlightsysteme einen erweiterten Temperaturbereich von 0°C bis 50°C. Eine Wàrmeabfuhr mittels Kùhlkôrper oder Lùfter kann hier die Erwàrmung von LEDs allerdings nur mit sehr hohem Aufwand in Grenzen halten. Gleiches gilt fùr aktive Kùhlelemente, welche wiederum einen hohen Verbrauch aufweisen. Neben der Temperatur sind auch die Alterung und der Durchlassstrom fùr eine Farbànderung verantwortlich. Weiterhin kann die Helligkeit von LEDs aus derselben Charge um 20% variieren und die dominanten Wellenlànge von LEDs desselben Typs um ±8nm streuen. Selbst nach einer Klassifizierung in Wellenlàngengruppen betràgt die Streuung ±3nm.
In Summe tragen diese Faktoren zu einer Farbànderung bei, sichtbar mit dem menschlichen Auge. Diese kann mit Farbsensoren kompensiert werden.
2. Funktionsweise von Farbsensoren
Die am meist genutzte Methode fùr Farbsensoren ist das Dreibereichsverfahren beruhend auf RGB oder anderen spektralen Filtern, welche als Interferenz- oder Absorptionsfilter umgesetzt werden. Basierend auf Interferenz- und XYZ Spektralfilter hoher Qualitàt, bilden die Ausgangswerte der Farbsensoren der MAZeT die Normspektralwertfunktion (CIE 1931) des menschlichen Auges nach. Nach einer Verstàrkung und Digitalisierung liegen die drei Sensorsignale als Nàherung der Tristimuluswerte XYZ vor. Verglichen mit Spektrometern stellen Farbsensoren somit eine kosteneffektive Lôsung fùr die Messung und Regelung von Lichtquellen dar. Umgesetzt werden kônnen sie mit zwischen den Detektor und der Lichtquelle eingesetzten Absorptions- oder Interferenzfilter. Einige wesentliche Merkmale dieser Filter finden sich in Tabelle 1 und 2.
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