Erleuchtung nach Maß

Eine Präsentation ohne Beamer ist heute kaum mehr vorstellbar. Kleine handliche Geräte, die wenig Energie verbrauchen, sich schnell auf- und abbauen lassen, sind der Wunsch vieler Anwender. LEDs – Lichtquellen auf der Basis von Halbleitern – sind ideal, um solche Lichtsysteme aufzubauen. Was liegt also näher, als die Vorteile der LEDs auch für Beamer zu nutzen.

„Die Idee klingt einfach“, kommentiert Dr. Peter Schreiber vom Fraunhofer-Institut für Optik und Feinmechanik IOF in Jena. „Doch um das umzusetzen, mussten wir eine Reihe wesentlicher Entwicklungen vorantreiben. Unser Team hat beispielsweise Konzepte für Mikrooptiken erarbeitet und gefertigt.“ Diese Aufgaben waren Teil des Verbundprojekts „Kompakte LED-Lichtquellen“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF, um neue Anwendungen für LEDs zu erschliessen. Die Partner des IOF waren: OSRAM OPTO Semiconductors, dort wurden Hochleistungsdünnschicht-LEDs entwickelt, sowie Carl Zeiss Jena GmbH und Siemens VDO Automotive AG, die testeten, ob sich Dünnschicht-LEDs für kleine handliche Beamer, für Rückprojektionsfernsehen oder für Head-Up-Displays einsetzen lassen. Für ihre gelungene Verbundforschung erhält das Team den Wissenschaftspreis des Stifterverbandes.

„Das IOF war der Mediator zwischen den Partnern“, erzählt Dr. Schreiber. „Zudem stammen die Strahlführungstechnik und Strahlhomogenisierung für die Anwendungen von uns.“ Dr. Schreiber und seine Kollegen Dr. Peter Dannberg, Dr. Andreas Bräuer und Dr. Sergej Kudaev entwarfen und fertigten das zweistufige Optik-Modul. Es besteht aus einer Primär- und einer Sekundäroptik. Die erste, Chipnahe Optik dient dazu, die Photonen zu sammeln und zu bündeln. Die zweite formt den Lichtstrahl und sorgt dafür, dass sich die Photonen gleichmäßig in der Bildebene verteilen.

Beispiel Pocket Beamer: Um alle Farben darstellen zu können, sind eine rote, eine grüne und eine blaue Dünnschicht-LED im Einsatz. Die Farben werden von der Optik zusammengemischt. Der kleine Beamer ist nur etwa so groß ist wie eine 500-Gramm-Packung Kaffee. Er kann auf eine Fläche von A1- bis A2-Format projizieren. Der Strombedarf ist so gering, dass der Akku einen netzunabhängigen Betrieb von bis zu zwei Stunden erlaubt. Im Projekt wurde auch ein Rückprojektionsfernseher mit LEDs realisiert. Das neue Lichtkonzept macht die Geräte schlanker, leichter und bietet satte Farben. Und auch Head-Up-Displays, die Autofahrern während der Fahrt wesentliche Informationen auf die Frontscheibe einblenden, können in deutlich kleineren Bauformen hergestellt werden. Gleichzeitig hat sich die Sichtbarkeit verbessert.