FotonMag

Japonská společnost DOWA ELECTRONICS MATERIALS CO., LTD. vyvinula vysoce výkonnou sérii LED čipů vyzařující krátkovlnné infračervené záření (short-wavelenght-infrared, zkráceně SWIR). V oblasti vrcholu vlnové délky v rozmezí 1200 až 1900 nanometrů se údajně jedná o nejefektivnější produkt.

Série zahrnuje LED čipy s různými vrcholy vlnové délky a ve třech velikostech – 250 µm, 350 µm a 1 mm. Jeden milimetrový čip s vlnovou délkou 1350 nm například dokáže dosáhnout výstupního výkonu 170mW, což má být až dvakrát více než u dosavadních výrobků na trhu. Takovéto velké zvýšení může zlepšit přesnost analýzy a testování v rozličných aplikacích a snížit spotřebu energie.

Mezi hlavní využití tohoto druhu LED patří především agrikulturní/potravinová analýza (např. kontrola kvality ovoce) a medicínské využití. Obzvláště v oné druhé oblasti se do budoucna očekává významný rozvoj technologií, senzory na této vlnové délce dokážou pod kůží zaznamenat vodu, alkohol, glukózu, kyselinu mléčnou atp. Mohou tak mimo jiné nalézt vyžití v nositelných zařízeních, jako jsou chytré hodinky nebo chytré prsteny, kde je velikost a výkon zásadním parametrem.

Zdroj: led-professional.com

Vnitřní pěstování klade poměrně specifické požadavky na umělé osvětlení. Pěstitelé kromě různých spektrálních požadavků, které se liší podle konkrétních druhů i odrůd plodin, vyžadují především vysokou efektivitu a dlouhou životnost – dvě věci, které se v tomto podnikání významně propisují do vstupních nákladů. Vzhledem k podmínkám při pěstování je také požadována odolnost vůči často používané a silně korozivní síře.

Přední světový výrobce světelných diod Cree proto přišel s novými produkty a upgrady do svého poměrně širokého portfolia hortikulturních LED. V produktové řadě Cree S Line tak přibyly různé nové přírůstky:

• XP-G3 Photophyll™ Select S Line (modrá a zelená část spektra)
• XP-G3 Royal Blue S Line (modré 450 nm světlo)
• XP-E2 Far Red S Line (červené 730 nm světlo)

Kromě toho, již existující červená LED XLamp XP-G3 Photo Red S line se dočkala vylepšení efektivity až o 14 %. To se možná na první pohled nemusí zdát příliš, nicméně v tomto odvětví, které je velmi citlivé na ceny energií a jejich výkyvy, se za tímto číslem skrývají nezanedbatelné úspory.

Zdroje: ledinside.com, cree-led.com

Kalifornská společnost Bridgelux, prezentující se pod mottem přemosťujeme světlo a život™, se zabývá vývojem LED technologií zejména v oblasti příjemných světel do interiéru. V minulosti už přišla s různými celospektrálními „wellbeing světly”, nyní představila nový LED čip složený ze čtyř barevných složek.

Konkrétně se jedná o stmívatelný RGBW 3838 LED čip, který slibuje vytvořit takřka jakoukoli barvu světla. Podle vyjádření společnosti navíc toto specifické technické řešení umožňuje velmi věrně napodobit přirozenou barvu slunečního světla v průběhu dne, s proměnlivostí barevné teploty od 1800 K (východ/západ slunce) po 6500 K (poledne).

Čip je k dostání ve dvou variantách. Menší 10 mm čip nabízí světelný tok 1000-1500 lumenů s příkonem v rozmezí 10-15 W, zatímco větší 13 mm varianta poskytne 2000-3000 lumenů při příkonu 20-25 W.

Bridgelux při výrobě spolupracuje se společností Signify (majitel značky Phillips). Čipy mají vestavěny její modul WiZ, který lze ovládat aplikací WiZ App, popř. běžnými IR drivery s dálkovým ovladačem. Modul nabízí velmi rozmanité nastavení světel, ať už je to výběr konkrétní barvy, načasování zapnutí/vypnutí, nebo třeba nastavení automatického stmívání v průběhu dne podle přirozeného cirkadiánního rytmu.

Zdroj: ledinside.com, bridgelux.com

Rakouská společnost ams OSRAM přišla na trh s novým LED čipem SFH 7018, který kombinuje červenou, infračervenou a zelenou diodu v jednom těle. Jedná se o zdroje specifických frekvencí pro měření tělesných funkcí v chytrých hodinkách a náramcích, zkrátka v tom, čemu se v angličtině jednotně říká „wearables“. Jedná se o medicínskou technologii, která je známá pod názvem fotopletysmografie (PPG).

Jak lze vidět na ilustracích, tři zdroje záření jsou rozděleny do dvou oddělených komor aby se odlišné vlnové délky navzájem neovlivňovaly. Samostatná zelená LED slouží pro měření tepové frekvence, zatímco červená LED a infračervená LED zjišťují nasycení krve kyslíkem.

Co do technických parametrů má mít nový čip až o 40 % vyšší intenzitu červeného a IR záření oproti předchozí generaci čipů, zeleného záření o 80 %. Čip se vyrábí ve dvou variantách, přičemž ta druhá se liší ještě výkonnější zelenou LED. A to při zachování poměrně kompaktních rozměrů 2,4 x 2,4 x 0,6 mm. Zřejmě se tak jedná o momentálně nejlepší produkt tohoto druhu na světě.

Avšak co všechna ta pěkná čísla vlastně reálně znamenají pro praxi? Systémový architekt ams OSRAM Dr. Sergey Kudaev k tomu řekl: „Výrobci nositelných zařízení budou moci s novým čipem SFH 7018 dramaticky zlepšit kvalitu optických signálů, na kterých je založeno měření frekvence tepu a kyslíku v krvi, činíce je přesnějšími a spolehlivějšími za věch provozních podmínek. SFH 7018 může pomoci přeměnit měření vitálních funkcí v přesné a absolutní stanovení srdeční frekvence, hladiny kyslíku v krvi, i ještě pokročilejších parametrů, jako je krevní tlak.“

Zdroje: ams-osram.com, ledinside.com

Světově největší výrobce LED, japonská Nichia, nyní uvádí na trh dvě nové UV LED s dominantní vlnovou délkou 308 nm (UV-B záření) a 330 nm (UV-A záření). Doplňuje jimi své „ultrafialové portfolio“, kde už figurují diody s vlnovou délkou 280 nm, 365 nm a 405 nm.

Všechny zmiňované vlnové délky se používají v ultrafialových ozařovacích zařízeních pro různé účely, zejména v oblasti medicíny a agrikultury. Například nová UV-B LED 308 nm poskytuje takové záření, které již podporuje vznik vitamínu D v kůži a také má své využití ve vnitřním pěstování pro kontrolu rostlinných chorob a škůdců.

V mnoha oblastech využití UV zdrojů se dodnes používají vysokotlaké sodíkové výbojky, jejichž hlavním problémem není ani tak jejich vyzařovací efektivita (ta je víceméně srovnatelná s LED) jako spíše obsah rtuti. Nové UV LED proto za ně poskytují skvělou náhradu. Jejich malé rozměry 3,5 x 3,5 mm navíc umožňují instalaci hustě osázeného světelného zdroje.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Přední japonský výrobce světelných i laserových diod Nichia vypustil do světa dvě nové neotřelé LED se speciálními pouzdry. V prvním případě se jedná o zvláštní krychlové pouzdro pro jemnější rozptýlení světla, v druhém případě je to RGB SMD čip se zvláštní zabudovanou optikou.

Podívejme se nejdříve na tu krychli, která vznikla především jako řešení pro specifický problém. Designéři různých lamp a osvětlení při své práci zpravidla operují s nějakým LED zdrojem, který má určitý úhel vyzařování a nerovnoměrné rozprostření světla, které je intenzivnější ve středu. Aby toto světlo dostali pod kontrolu, používají sekundární optiku, dejme tomu že nějakou plastovou plochu jakožto difuzér. Pokud chtějí, aby bylo světlo po celé ploše pěkně rozprostřené a nevytvářelo nechtěné vzory či „světelná kola“ kolem jednotlivých diod, pak musí nutně sáhnout po větší tloušťce materiálu.

Právě tuto problematiku se Nichia snažila vyřešit svou novou krychlovou LED NFSWL11A-D6, která má podle vlastních slov výrobce „horizontální světelnou distribuci“. Má vytvářet měkké „low-glare“ světlo, které obklopuje celé prostředí. Slibuje tak nové možnosti v oblasti designu světel, které by mohly přinést úspory v materiálu. To pak může v konečném důsledku umožnit třeba výrobu lehčího, a tudíž bezpečnějšího stropního osvětlení. V distribuci bude tato LED ve dvou variantách – v neutrální bílé a teplé bílé.

Druhá zmiňovaná LED rovněž řeší velmi specifický problém, kterým je tentokrát světelné znečištění. Jedná o SMD RGB LED, které mají sloužit v podstatě jako pixely pro velkoformátové displeje, jakými jsou například digitální billboardy. Díky speciálnímu pouzdru s čočkami má světlo vyzařovat převážně dopředu, nikoli nahoru k obloze ani dolů do očí kolemjdoucích. Vedle toho nový produkt slibuje – v porovnání s ostatními SMD – vysoký kontrast i za slunečného dne, skvělou věrnost barev při podhledu, zhruba poloviční spotřebu energie a již zmiňované omezení světelného znečištění.

Oproti jinému typu displejů, které pro jeden pixel používají tři standardní LED v samostatných pouzdrech (jejich výhodou je nízká spotřeba i nízké světelné znečištění), se jedná o mnohem lehčí a tenčí řešení. To může přinést významné úspory s ohledem na konstrukční řešení billboardů a jejich nosnost. Zdá se tedy, že nový čip od Nichie v sobě elegantně spojuje výhody obou technologií – běžných pouzder i SMD.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Přední japonský výrobce světelných diod, který v minulosti již mnohokrát přispěl k výraznému posunu světelných technologií kupředu, ohlásil další novinku. Jsou jí „HPS color“ LED s velice nízkou hodnotou barevné teploty 1800 K a mají sloužit zejména jako alternativa k vysokotlakovým sodíkovým výbojkám.

Ve světě LED takové hodnoty nejsou nijak běžné. Stávající LED osvětlení zpravidla míří nejníže k teplotě chromatičnosti 2700 K („teplá bílá“), což odpovídá starým wolframovým žárovkám, které byly ještě před svým zákazem oblíbené právě pro své příjemně vřelé světlo. Nové přírůstky v sériích 757 a 19 jdou tentokrát ještě o krok dál ke zmiňovaným sodíkovým výbojkám. Ty se díky svým vlastnostem dodnes používají zejména v indoor pěstování a díky nízkému světelnému znečištění také v okolí astronomických observatoří. Takto teplé osvětlení se rovněž může hodit například do kempů, neboť tolik nepřitahuje hmyz.

Nové diody přináší ve srovnání s výbojkami a zářivkami mnoho výhod. Hlavním problémem výbojek je obsah rtuti, což se LED samozřejmě netýká. Dalším významným parametrem je životnost, která je u lepších výbojek přes 20 000 h, zatímco LED od Nichia zaručuje 60 000 h. Výrazný rozdíl najdeme také v indexu podání barev (CRI) kdy LED dosahuje hodnot nad 70 Rₐ, zatímco sodíková výbojka má pouhých 5 Rₐ (ilustrativní srovnání na obrázku).

Výbojky se také velmi dlouho rozžínají (přes 5 minut) i zhasínají, což sice v mnoha aplikacích nehraje podstatnou roli, znemožňuje to však například použití pohybových čidel v méně frekventovaných oblastech. Ohledně světelné účinnosti jsou na tom oba zdroje světla zhruba obdobně, nová řada LED většinou dosahuje účinnosti kolem 125 lm/W, výbojky mají jen o pár jednotek až desítek méně. Výjimkou je pouze jeden produkt v nižší výkonnostní třídě ~0,2 W, který se může pyšnit solidní účinností 170 lm/W.

Zdroje: ledinside.com, led-ld.nichia.co.jp

Holandská společnost Signify, majitel značky Philips, oznámila novou řadu LED osvětlení MASTER UltraEfficient s velmi vysokou energetickou účinností. Ta je až o 50 % vyšší ve srovnání s předchozími modely výrobce, jedná se tedy o velmi prudký skok. Dle nových energetických štítků EU (aktualizovaných v roce 2021) řada UltraEfficient dosahuje nejvyšší energetické třídy A (dříve A++).

Podívejme se na konkrétní parametry. Nová řada osvětlení se pyšní velmi vysokou energetickou účinností 210 lm/W, což znamená, že za každý jeden watt dodaného příkonu vydá LED žárovka 210 lumenů světelného toku. Přitom účinnost stávajících průměrných LED světel, zejména těch levnějších, se pohybuje zhruba kolem polovičních hodnot, což v současnosti odpovídá energetické třídě E nebo F. Malé historické okénko: klasické wolframové žárovky měly energetickou účinnost pouhých 10 lm/W, zatímco kompaktní zářivky kolem 60 lm/W.

V portfoliu řady UltraEfficent najdeme celou řadu LED zdrojů pro různé využití v domácnosti i na pracovišti. Ekvivalenty klasických 40 W žárovek mají díky vysoké účinnosti reálný příkon pouhých 2,3 W. U 60 W ekvivalentů jsou to 4 W a u nejvyšších 100 W ekvivalentů 7,3 W. Vybírat lze z různých barevných teplot od velmi teplých 2700 K (srovnatelné s klasickou žárovkou) po chladnou bílou 4000 K (vhodnější pro práci a soustředění). Některé LED zdroje jsou navíc i stmívatelné

V řadě UltraEfficient nalezneme především designová LED světla v čirých baňkách různých tvarů s filamenty (oranžová „vlákna“), objevují se tam ale i obyčejnější produkty s mléčně bílým povrchem.

Ačkoli oficiální oznámení nové řady přišlo teprve nyní, světla jsou již několik měsíců v prodeji. Ve srovnání s průměrnými LED zdroji se pochopitelně jedná o poněkud dražší záležitost, na druhou stranu ale výrobce kromě energetické úspornosti slibuje také nominální životnost 50 000 h, tedy až násobně více než u průměrných produktů (standardem bývá 15 000 h). Na konci životnosti by měla žárovka vydávat alespoň 70 % světelného toku. Index podání barev (CRI) je 80.

Zdroje: ledsmagazine.com, lighting.philips.cz

Japonská společnost Nichia se proslavila zejména v 90. letech vynálezem první výkonné modré LED, jež vzápětí uspíšila vývoj diod vyzařujících bílé světlo. Kromě LED se ale Nichia zaměřuje i na vývoj laserových diod (LD), zejména modrých a zelených. Co však dosud v portfoliu firmy výrazně chybělo, byla výkonná červená laserová dioda – tu začala vyrábět až nyní. Nichia tak konečně může poskytovat vlastní LD čipy se všemi třemi základními složkami barevného modelu RGB.

Hlavní využití RGB LD spočívá zejména v digitálních projektorech, kde jsou laserové diody oproti výkonným LED v mnohém lepší. Poskytují mnohem širší rozsah reprodukce barev, mají vyšší efektivitu i jas. Poptávka po takovýchto projektorech s LD přitom roste nejen v oblasti profesionálních kin, ale zejména u malých domácích projektorů a laserových televizí (což je v podstatě také projektor).

Nichia svým novým počinem reaguje na poptávku firem po různých parametrech laserových diod pro každou barvu RGB zvlášť. Zatímco zelené (G) a modré (B) laserové diody si Nichia už léta vyrábí sama a má jejich specifika pod kontrolou, ty červené (R) dosud pořizovala od vnějších dodavatelů, což se promítalo do kvality, ceny a zejména pak náročnosti vyhovět odlišným požadavkům různých zákazníků. Díky vlastní výrobě teď bude japonský výrobce schopen flexibilněji reagovat na jejich poptávku.

Jedním z hlavních produktů firmy bude QuaLas™ RGB (na obrázcích), ve kterém budou všechny LD čipy nahusto osazeny na jedné malé desce. Jejich parametry (viz tabulka) jsou navrženy tak, aby dohromady dokázaly poskytnout vyvážené barvy. Do prodeje se dostane na jaře 2024.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Taiwanská společnost Edison Opto Corporation uvedla na trh novou sérii plnospektrálních LED s nízkým podílem modré složky pod názvem PLCC CRI98 Full Spectrum Series.  Jak už označení série napovídá, nové LED také mají výjimečně vysoký index podání barev (CRI) o hodnotě 98. To znamená, že objekty osvětlené těmito LED budou vykazovat takřka reálné barvy srovnatelné se slunečním světlem, jež má maximální možnou hodnotu CRI 100.

Neméně významné je u nové série snížení modré složky spektra v oblasti 380 až 500 nm vlnové délky (viz graf od Edisonu). Tato oblast se někdy v angličtině označuje jako blue light hazard, což lze volně přeložit jako „zdravotně rizikové modré světlo“. Oním rizikem je zde myšleno především potenciální poškození buněk sítnice, což by mohlo přispívat k rozvoji šedého zákalu a rakovině očí. Opodstatněnost tohoto rizika je nicméně už mnoho let předmětem vědeckých debat a nelze jej prozatím brát jako zcela ověřený fakt.

Prokázanějším rizikem, na kterém už se shodne většina odborníků, je narušení přirozených denních a nočních cyklů u lidí i zvířat, neboť vysoká modrá složka v běžných bílých LED ovlivňuje produkci hormonu melatoninu. Mnoho studií ukázalo, že vyvážené plnospektrální spektrální světlo může ve srovnání s obyčejnými LED skutečně přinést lepší koncentraci, komfort, spánek a v součtu toho všeho i celkové zdraví.

Zdroje: led-professional.com, edison-opto.com