Das Institut für Mikroelektronik, Mikromechanik und Mikrooptik (I3m) an der Hochschule Bremen hat im Förderprojekt eboLED eine neuartige Technik zur schnellen und kompakten Analyse von LED-Optiken entwickelt. Das angemeldete DPMA-Patent 10 2016 209 090.9 ermöglicht es, den Strahlverlauf mit nur einer einzigen Aufnahme vollständig und präzise zu erfassen. Diese innovative Messlösung etabliert sich als industriefähiges Verfahren für sicherheitskritische Anwendungen und die Generierung digitaler optischer Zwillinge in Echtzeit Prozessen und Analysen.
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BMBF-Projekt eboLED entwickelt neuartige kompakte Verfahren zur präzisen LED-Lichtverteilungsmessung
Die modernen LED-Leuchtmittel haben herkömmliche Lichtquellen nahezu verdrängt, fordern jedoch differenzierte Verteilungsprofile. Gerade bei sicherheitsrelevanten Signalleuchten von Windkraftanlagen, Flugzeugen oder Schiffen sind differenzierte und normgerechte Strahlcharakteristiken erforderlich, um rechtliche Vorgaben zu erfüllen. Im Forschungsprojekt eboLED des Instituts für Mikroelektronik, Mikromechanik und Mikrooptik an der Hochschule Bremen entstanden neuartige Messverfahren, die eine vollständige Erfassung des Strahlverlaufs in hoher Präzision möglich machen und im DPMA-Patent 10 2016 209 090.9 gipfeln. weltweit skalierbar
Dünner Lichtstrahl mehrfach positioniert lieferte präzise Daten trotz Aufwand
Die früheren ERT-Methoden erforderten aufwendige mechanische Gestelle mit hoher Stellpräzision, die großen Raum einnahmen und lange Messzyklen nach sich zogen. Ein gebündelter, extrem feiner Strahl wurde mehrfach hinter dem Objekt positioniert und schrittweise in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet, um Form und optische Charakteristika zu bestimmen. Trotz exakter Messergebnisse war dieser iterative Prozess zu langsam und zu ressourcenintensiv für automatisierte Produktionsabläufe und verhinderte eine wirtschaftliche Skalierung. Zusätzlich erforderte die Kalibrierung teure Spezialwerkzeuge.
Patentlösung erfasst Lichtpunkte mehrfach reflektiert und rekonstruiert Strahlverlauf schnell
Im angemeldeten Patent wird eine optische Struktur beschrieben, die den austretenden Strahl nach Durchgang durch die LED-Optik kanalisiert und mehrfach reflektiert. Dabei erzeugt die hinter dem Prüfling positionierte Komponente ein geometrisch verteiltes Punktmuster. Eine Kamera zeichnet diese Punkte in einem einzigen Bild auf. Aus der räumlichen Verteilung und den Abständen der einzelnen Lichtpunkte kann der komplette Strahlverlauf digital berechnet werden, ohne mechanische Verschiebungen oder sequenzielle Einzelmessungen und erhöht die Effizienz.
Kompakte Bauform mit schnellen Durchlaufzeiten ermöglicht Serienmessung sicherheitsrelevanter Optiken
Die einmalige Durchführung der Strahlverlaufsmessung reduziert den gesamten Prüfaufwand drastisch, weil nur eine Aufnahme erforderlich ist und auf komplexe Mechanikelemente verzichtet wird. Die schlanke Bauweise des Systems spart Installationsraum und ermöglicht eine schnelle Integration in bestehende Fertigungslinien. Verkürzte Analysedauern führen zu höherer Durchsatzleistung bei der Prüfung sicherheitskritischer LED-Optiken. Damit eröffnen sich neue industrielle Anwendungen insbesondere in der Windenergiebranche sowie in Luftfahrt- und Schifffahrtsprojekten weltweit. Ökologisch nachhaltige Systemlösungen profitieren vom Verfahren.
Form und Funktion optischer Bauteile werden vollständig digital abgebildet
Das Forschungsteam des I3m an der Hochschule Bremen entwickelt digitale Zwillinge optischer Bauteile, indem es sowohl geometrische Strukturen als auch lichttechnische Wirkungsweisen vollständig virtuell abbildet. Ergänzend wird die optische Funktionsweise von Gleitsichtbrillen anhand realitätsnaher Messdaten erfasst, um individuelle Sehanforderungen passgenau zu berücksichtigen. Künstliche Intelligenz im Rahmen des Clusters „Digitale Transformation“ liefert zusätzliche Werkzeuge für automatisierte Auswertungen, adaptive Anpassungen und intelligente Qualitätskontrollen optischer Systeme mit erhöhter Datensicherheit, flexibler Skalierbarkeit, robuster Prozessgestaltung.
HSB I3m eboLED-Projekt senkt Kosten erhöht Messgenauigkeit und Flexibilität
Als industrieoptimierte Lösung senkt sie Investitionskosten sowie Betriebskosten, verbessert die Messgenauigkeit und erweitert potentielle Einsatzbereiche in sicherheitskritischen Branchen wie Luftfahrt, Schifffahrt oder Windenergie. Zusätzlich ermöglicht die kompakte Bauweise die Integration in Fertigungslinien. Durch die präzise Datenerfassung lassen sich digitale Modelle erstellen, die zugleich individuelle Anpassungen im Bereich medizinischer Optik unterstützen und so neue Chancen für personalisierte Brillengläser eröffnen. Das innovative Messprinzip nutzt eine einzelne Aufnahme zur schnellen Auswertung komplexer Strahlverläufe.
