MENTOR GmbH LEDs & Light guides for general lighting ...
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Alle Rechte bei Mentor GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG, auch für Schutzrechtsanmeldungen.
Alle Verfügungsbefugnisse, wie Kopie- und Weitergaberechte bei uns. Schutzvermerk nach DIN 34 beachten!
MENTOR GmbH
LEDs & Light guides for general
lighting applications and design Sebastian Wette
Projektingenieur / Projectmanager
MENTOR GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG
2 December 2015
1 Wednesday, December 02, 2015 1 Sebastian Wette, Projectmanager
Mentor GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG
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Alle Verfügungsbefugnisse, wie Kopie- und Weitergaberechte bei uns. Schutzvermerk nach DIN 34 beachten!
Color & Brightness
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Individual LED bought from the shelf
Same color? Same perception? feeling of quality? Same Brightness? „you are most often aware of Quality , when ist not there“ Critical factors for LED behaviour are Binning and Temperature
Precision & Quality
Sebastian Wette, Projectmanager
Mentor GmbH & Co. Präzisions-Bauteile KG Wednesday, December 02, 2015
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Color & Brightness groups
Precision & Quality
Binning
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Example: OSRAM LCW CR7P
Color
Brightness
LED from manufacturer with choosen binning classes
Smaller margin of Tolerance for color and brightness
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Alle Verfügungsbefugnisse, wie Kopie- und Weitergaberechte bei uns. Schutzvermerk nach DIN 34 beachten!
How to get defined color and brightness every time?
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PCB with Microcontroller and LED Software
Precision & Quality
Hardware & Software
Intelligence through algorithms and calibration Critical: Correct calibration before & accurate live temperature measurement
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Keep color and brightness constant over binning, temperature, age. Dimming Color Mixing , change of Puls width modulation % per Chip (PWM) Welcome scenarios (several LED)
Precision & Quality
Hardware & Software
What kind of Possibilities within a system?
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Reflector design Lens design
Whats the challenge?
Precision & Quality
Hardware & Software
Make the system right, not just individual LED
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increase passengers comfort
ambient lighting
Ambient illumination
Light guide
Automotive interior Light guide
increase the unique factor of the OEM
increase safety
Copyright: Audi
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Ambient lighting system
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Light Mix
Ambient illumination
Light guide
• elliptical cross section
• total length > 600mm
• more then 150 prisms
Prismatic light guide
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Color mixing after LED
Mixing Rod 15mm Mixing Rod 10mm
Mixing Rod 25mm Mixing Rod 30mm
Setup
Ambient illumination
Light guide mixing rod
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Ambient lighting system
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Light Mix Light travel
Ambient illumination
Light guide
• elliptical cross section
• total length > 600mm
• more then 150 prisms
• 3D geometry
• length
Prismatic light guide
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http://de.wikipedia.org/wiki/Snelliussches_Brechungsgesetz
α
β
n1
n2
n1 < n2
Total internal reflection
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Ambient illumination
Light guide
material2
material1
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Ambient illumination
Material properties
Color shift over lenght
Polycarbonate (PC)
PMMA
Lenght (mm)
dE(u‘v‘)
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non-optimum surfaces results in • light losses
• inhomogeneity
• maybe hot-spots
optimum surface
non-optimum surface
Surface roughness
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Ambient illumination
Light guide
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Ambient lighting system
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Light Mix Light travel
Ambient illumination
Light guide
Light output
• elliptical cross section
• total length > 600mm
• more then 150 prisms
• surface
• material
• 3D geometry
• length
• surface
• material
• prism geometry & pattern
Prismatic light guide
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end of optimization procedure
initial guess
- one night (approx. 10h) optimization process
- illuminance optimization
- traced 100x103 rays per loop (≈ 25.000 loops)
- merit function on max. flux output and max.
homogeneity
Prism optimization
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Ambient illumination
Light guide
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Ambient illumination
Light guide production
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Measure
Simulation
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Ambient illumination
Light guide output
Measurement & Simulation
Wednesday, December 02, 2015
Copyright: Audi
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Prototyping
Customer orientated development (ASPICE Process)
Development suitable for production
Concept choice
Development
Workflow
Pre-Development
• Customer Specification
• Optical concepts
• Conctruction(CAD)
• Light simulation (CAE)
• Assessment
• Number of parts
• Material properties
• limitations
• optimizations
• documentation
• …
Development
• Lighting group •Source choice
•Optical layout
• Electronics group •PCB
•Circuit
•Thermic
• Construction group •Construction suitable for production
•Tool manufacture
• Prototyping group •Prototyping
•Measurement
Light development
CAD
CATIA
CREO
Lightsimulation
SPEOS
Lucidshape
Lighttools
Zemax
Laboratory Measure
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MENTOR know how
- Optics, illumination & measurement
- Electronics
- Tool making
- Production (Specialist for light guides)
- Assembly
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Thank you
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