Sensor zur kostengünstigen Vermessung von LED-Optiken entwickelt – Patent für die Hochschule Bremen

Mit dem Fortschritt in der LED-Technik erweitern sich die Einsatzbereiche dieser energiesparenden und langlebigen Lichtquellen. So kommen diese zunehmend in sicherheitsrelevanten Bereichen zur Kennzeichnung von Luftfahrthindernissen (Windkraftanlagen oder Kräne) sowie von Flugzeugen oder Schiffen zum Einsatz.

Die Abstrahleigenschaften der LED machen jedoch zusätzliche optische Elemente erforderlich, um gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Die Formen dieser Optiken (Freiformflächen) – und die abgeformten Optiken – können derzeit nur unzureichend bzw. mit hohem Aufwand vermessen werden.

Am Institut „i3m“ der Hochschule Bremen (HSB) wurde jetzt ein neuartiger Sensor zur Messung reflektierender Oberflächen entwickelt, mit dem die auch Form stark gekrümmter Teile oder solcher mit steilen Flankenwinkeln berührungslos bestimmt werden kann.

So können auch Freiformflächen von optischer Qualität, wie sie zur Serienfertigung von LED-Optiken für Beleuchtungs- und Sicherheitsanwendungen durch Abformung eingesetzt werden, mit hoher Genauigkeit und geringen Kosten vermessen werden. Für diese Entwicklung erhielt die HSB ein Patent vom Deutschen Patent- und Markenamt in München.

Aufbauend auf dem Verfahren des „Experimental Raytracing“* wurden ein Loch-Sensor und ein Verfahren zu dessen Einsatz entwickelt. Dieser Sensor kann in verschiedenen Größen hergestellt werden und lässt sich so an das Messobjekt und die benötigte Messauflösung anpassen.

Der neuentwickelte Loch-Sensor entstand in Vorbereitung auf ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekt (Volumen: 780.000 Euro), mit dem die HSB-Professoren Dr. Thomas Henning und Dr. Friedrich Fleischmann gemeinsam mit drei Doktoranden bis 2018 weitere Verfahren zur Vermessung der Form und der Funktion optischer Freiformflächen erforschen.

Ein weiteres Arbeitspaket beschäftigt sich mit neuartigen Verfahren zur Erzeugung der gewünschten Intensitätsverteilungen des Lichts und Methoden des Entwurfs der dazu benötigten optischen Elemente. Zusammen mit Industriepartnern aus der Region werden die Verfahren in die Anwendung zur Kennzeichnung von Windkraftanlagen überführt. Die Sensoren und Messverfahren sollen über einen der Partner in industrielle Mess- und Prüfanlagen weiterentwickelt werden.

„An diesem innovativen Vorhaben zeigt sich die erfolgreiche Kooperation der HSB mit der regionalen Wirtschaft“, erklärt Friedrich Fleischmann. „Mit nachhaltiger Forschungstätigkeit in den Instituten und Forschungsclustern können wir wertvolle Impulse für die regionale Entwicklung geben.“ Sein Kollege Thomas Henning ergänzt: „Die innovativen Ideen aus der Forschung können schnell mit den Bedürfnissen der lokalen Partner verknüpft und gemeinsam umgesetzt werden. So werden neue Arbeitsplätze geschaffen oder lokal erhalten. Dafür ist die – mit Hilfe des EXIST-Forschungstransfers des BMBF geförderte – Existenzgründung ePholution ein aktuelles Beispiel. Die junge Firma behauptet sich seit 2013 am Markt der optischen Messtechnik.“

* Raytracing („Strahlverfolgung“) ist ein auf die Aussendung von Strahlen basierender Algorithmus zur Ermittlung der Sichtbarkeit von dreidimensionalen Objekten von einem bestimmten Punkt im Raum aus. Als Raytracing bezeichnet man auch Erweiterungen dieses grundlegenden Verfahrens, um den weiteren Weg von Strahlen nach dem Auftreffen auf Oberflächen zu berechnen. (Quelle: Wikipedia)

Hinweise für Redaktionen:
Für Rückfragen:
Prof. Dr.-Ing. Friedrich Fleischmann, Hochschule Bremen, Fakultät Elektrotechnik und Informatik, 0421-5905 3453, friedrich.fleischmann@hs-bremen.de
Prof. Dr. rer.nat. Thomas Henning, dto., 0421-5905 3486, thomas.henning@hs-bremen.de.

Die Patenturkunde trägt die Nummer: 10 2013 219 436; Bezeichnung des Patents: „Vorrichtung und Verfahren zur optischen Analyse eines reflektierenden Prüflings”.