Beleuchtung nach Maß

Geht es um Energieeffizienz, sind Leuchtdioden unschlagbar: eine Ein-Watt-LED erbringt etwa die gleiche optische Leistung wie eine Glühbirne mit hundert Watt. Kommt es jedoch auf hohe Lichtausbeute an, sind die kleinen Lichtquellen nicht das Beleuchtungsmittel der Wahl.

Eine neuartige Optikkomponente soll das künftig ändern. Sie lenkt das Licht gezielt dorthin, wo es gebraucht wird. Bei einer Schreibtischlampe etwa lässt sich das Licht so bündeln, dass nur eine DIN-A4-große Fläche in der Mitte des Tisches hell erstrahlt. Die LED beleuchtet den benötigten Bereich gleichmäßig, alles außerhalb bleibt im Dunkeln.

„Eine Leuchtdiode ist eine Punktlichtquelle, die das Licht in einem großen, unkontrollierten Bereich abstrahlt“, sagt Dr. Christian Wenzel, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen. „Durch spezielle Linsen nutzen wir das Licht zu hundert Prozent dort, wo es gebraucht wird, und steigern so die Effizienz der LEDs. Der Lichtfleck, den die Lichtquelle wirft, läuft also nicht nach außen hin aus, sondern hat einen scharfen Rand.“

Basis für diese Lichtführung ist eine Freiformflächenoptik – eine Kunststofflinse, deren Geometrie frei gestaltet werden kann. „Die Linsen werden über ein Spritzgussverfahren gegossen. Die beiden Werkzeughälften, die als Form dienen, müssen einmalig hochpräzise ausgerichtet werden – die Genauigkeit liegt bei einigen Mikrometern und damit bei weniger als einem Zehntel eines Haardurchmessers. Sind die Werkzeuge einmal tariert, lässt sich die Linse kostengünstig in hohen Stückzahlen herstellen“, sagt Dr. Wenzel. Die Forscher am IPT haben dabei die gesamte Prozesskette optimiert: von der Planung der Optiken über die Herstellung bis hin zur Überprüfung. „Das ist bisher einzigartig in Europa“, sagt der Experte.

Eine Herausforderung dabei: Der Kunststoff, der heiß in die Form gegeben wird, schrumpft beim Abkühlen – die fertigen Linsen sind daher etwas kleiner, als die Form es vorgibt. Diesen Effekt berücksichtigen die Forscher durch wiederholte, schrittweise Verbesserung – auf einige Mikrometer genau. Sind die Linsen fertig, überprüfen die Wissenschaftler sie: Dazu projizieren die Forscher ein Streifenmuster auf die Linse. Durch die Verzerrung der Streifen lässt sich auf Krümmung, Neigung und Form der Linse rück-schließen. Auf der Messe Optatec vom 17. bis 20. Juni in Frankfurt zeigen die Forscher die gesamte Prozesskette und Anwendungsoptiken (Halle 3, Stand D53).

Media Contact

Dr.-Ing. Christian Wenzel Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Informationen:

http://www.ipt.fraunhofer.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik

Dieser Fachbereich umfasst die Erzeugung, Übertragung und Umformung von Energie, die Effizienz von Energieerzeugung, Energieumwandlung, Energietransport und letztlich die Energienutzung.

Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Windenergie, Brennstoffzellen, Sonnenenergie, Erdwärme, Erdöl, Gas, Atomtechnik, Alternative Energie, Energieeinsparung, Fusionstechnologie, Wasserstofftechnik und Supraleittechnik.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Was die Körnchen im Kern zusammenhält

Gerüst von Proteinflecken im Zellkern nach 100 Jahren identifiziert. Nuclear Speckles sind winzige Zusammenballungen von Proteinen im Kern der Zelle, die an der Verarbeitung genetischer Information beteiligt sind. Berliner Forschende…

Immunologie – Damit Viren nicht unter die Haut gehen

Ein Team um den LMU-Forscher Veit Hornung hat einen Mechanismus entschlüsselt, mit dem Hautzellen Viren erkennen und Entzündungen in Gang setzen. Entscheidend für die Erkennung ist eine typische Struktur der…

Kleine Moleküle steuern bakterielle Resistenz gegen Antibiotika

Sie haben die Medizin revolutioniert: Antibiotika. Durch ihren Einsatz können Infektionskrankheiten, wie Cholera, besser behandelt werden. Doch entwickeln die krankmachenden Erreger zunehmend Resistenzen gegen die angewandten Mittel. Nun sind Wissenschaftlerinnen…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close