Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Beleuchtung nach Maß

02.05.2008
Leuchtdioden strahlen energieeffizient. Bei der Lichtausbeute können sie mit Glühbirnen jedoch bisher nicht mithalten. Eine neue, kostengünstige Optikkomponente soll das ändern: Sie bündelt das Licht und lenkt es gezielt dorthin, wo es gebraucht wird.

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."

... mehr zu:
»Leuchtdiode »Lichtquelle

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).

Dr.-Ing. Christian Wenzel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipt.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Leuchtdiode Lichtquelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gleichstrom für die Fabrik der Zukunft
06.12.2019 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus
05.12.2019 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Im Focus: Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus

Durch Untersuchungen struktureller Veränderungen während der Synthese von Kathodenmaterialen für zukünftige Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkus haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kooperierender Einrichtungen neue und wesentliche Erkenntnisse über Degradationsmechanismen gewonnen. Diese könnten zur Entwicklung von Akkus mit deutlich erhöhter Kapazität beitragen, die etwa bei Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite möglich machen. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Zeitschrift Nature Communications. (DOI 10.1038/s41467-019-13240-z)

Ein Durchbruch der Elektromobilität wird bislang unter anderem durch ungenügende Reichweiten der Fahrzeuge behindert. Helfen könnten Lithium-Ionen-Akkus mit...

Im Focus: Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

Höhere Atmosphärenschichten werden für Klimaforscher immer interessanter. Bereiche oberhalb von 40 km sind allerdings nur mit Höhenforschungsraketen direkt zugänglich. Ein LIDAR-System (Light Detection and Ranging) mit einem diodengepumpten Alexandritlaser schafft jetzt neue Möglichkeiten. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln ein System, das leicht zu transportieren ist und autark arbeitet. Damit kann in Zukunft ein LIDAR-Netzwerk kontinuierlich und weiträumig Daten aus der Atmosphäre liefern.

Der Klimawandel ist in diesen Tagen ein heißes Thema. Eine wichtige wissenschaftliche Grundlage zum Verständnis der Phänomene sind valide Modelle zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Stammbaum der Käfer steht

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Gleichstrom für die Fabrik der Zukunft

06.12.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics