Bündelung und gezielte gleichmäßige Zerstreuung von

TECHNOLOGY OFFER
Bündelung und gezielte gleichmäßige Zerstreuung
von LED-Licht aus beliebig vielen Quellen
Um das Licht einer Vielzahl von LED-Lampen in eine bestimmte
Richtung abstrahlen zu können, waren bisherige Lösungen entweder nicht
kompakt genug, mit zu hohen Leuchtkraftverlusten verbunden oder nur für
einzelne Lichtquellen einsetzbar. Das neue optische Element kann
basierend auf interner Totalreflexion und der Positionierung der Lichtquellen
am Rand bei sehr hoher Lichtausbeute einen kollimierten Strahl aus beliebig vielen Lichtquellen erzeugen und ist durch den segmentierten Aufbau
äußerst kompakt. Bei leicht veränderter Bauform kann eine Vielzahl
komplexer Ausleuchtungsmuster erreicht werden.
HINTERGRUND ZUR BÜNDELUNG VON LICHT BELIEBIG VIELER
LICHTQUELLEN
Um das Licht einer Punktlichtquelle auszurichten (kollimieren), verwendet
man typischerweise Parabolspiegel oder Linsen. Dieses Prinzip kann zwar
auf eine kleine Gruppe von Punktlichtquellen ausgedehnt werden, eine
große Anzahl an Lichtquellen zu kollimieren, ist mit den bekannten
Vorrichtungen aber nicht möglich. Mit dem Einzug von LEDs bestehen
heutzutage vermehrt Beleuchtungseinheiten aus einer Vielzahl von
schwachen Lichtquellen, welche bisher in keiner zufriedenstellenden Weise
zu einer einzelnen starken Lichtquelle vereint werden konnten.
www.wtz-ost.at
REFERENZ:
M018/2013
KEYWORDS:
viele LEDs, Strahlformer,
Kollimator,
Beleuchtungseinheit,
interne Totalreflexion
MÖGLICHE
ANWENDUNGEN:
Fahrzeug- und
Industriescheinwerfer
Spotstrahler
Flächenbeleuchtung
Objektbeleuchtung
Weitstrahlende Scheinwerfer
ENTWICKLUNGSSTATUS:
Simulation, Geometrie,
Generator
IPR:
TECHNOLOGIE
Das optische Element ist ein segmentiert
aufgebauter invertierter Parabolspiegel
welcher das Phänomen der internen
Totalreflexion nutzt. Im Rand des
Spiegels sind kostengünstige LEDs mit
elliptischer Richtcharakteristik angeordnet,
deren Licht konzentriert und ausgerichtet
wird. Die Gestaltung der Austrittsflächen
kann anwendungsspezifisch für verschiedenste Ausleuchtungsmuster angepasst werden.
Fig 1: Darstellung einer rotationssymetrischen und einer entlang eines Polygons extrudierten
Lichtlenkvorrichtung. Links wird im Querschnitt das Funktionsprinzip gezeigt. Rechts ist die
Draufsicht auf die Lichtlenkvorrichtung in linearer und kreisförmiger ausführung abgebildet.
Unten sind vier Beispiele mit verkippten Austrittsfacetten zur Strahlrichtungseinstellung zu
sehen.
VORTEILE
Aus Kunststoff oder Glas, kostengünstige Herstellung durch Gießen auch in großer Zahl möglich.
Keine Metallisierung zur Spiegelherstellung notwendig.
Kompakte Bauweise.
Komplexe Ausleuchtungsmuster möglich.
Lichtausbeute von über 90%.
WTZ Ost ist ein förderndes Mittelglied der Technologie Allianz
Österreichisches Patent
erteilt (AT 514.573).
PCT angemeldet
(WO 2015/027260).
OPTIONEN:
Lizenzabkommen,
Patentverkauf
ERFINDER:
Govinda Lilley
KONTAKT:
Angelika Valenta
TU Wien
Research and Transfer Support
Favoritenstraße 16/E0154,
1040 Wien
[email protected] T: +43.1.58801-41538
www.rt.tuwien.ac.at
HINTERGRUND ZUR GEZIELTEN GLEICHMÄSSIGEN
ZERSTREUUNG
Besonders anspruchsvolle Anwendungen wie Innenraumbeleuchtung
oder Beleuchtung von Ausstellungsstücken bzw. Kunstwerken erfordern
eine gleichmäßige homogene Lichtverteilung, um die Aufmerksamkeit des
Betrachters nicht abzulenken. Für diese Anwendungsbereiche ist die
erweiterte Form unserer Technologie von besonderem Interesse.
Durch gezielte Strukturierung der Austrittsflächen werden jegliche
Lichtstrahlen aller LED-Lichtquellen gezielt auf zuvor bestimmte
Positionen der zu beleuchtenden Szene gelenkt. Auf diese Weise erzielen
wir eine äußerst homogene Lichtverteilung.
In der einfachsten Ausführung lässt sich beispielsweise eine weiße Wand
gleichmäßig homogen ausleuchten die ihrerseits als diffuse Flächenlichtquelle fungiert und für eine äußerst gleichmäßige Raumausleuchtung sorgt.
www.wtz-ost.at
REFERENZ:
M003/2015
MÖGLICHE
ANWENDUNGEN:
Architekturbeleuchtung
Beleuchtung von
Kunstgegenständen
Beleuchtung von
Ausstellungsstücken
Innenraumbeleuchtung
Smart Headlights
ENTWICKLUNGSSTATUS:
Simulation, Geometrie
Generator
IPR:
Österreichisches (AT) Patent
angemeldet.
OPTIONEN:
Lizenzabkommen,
Patentverkauf
Fig 2: Gleichmäßige Beleuchtung einer Szene bestehend aus einer Zielfläche die homogen
ausgeleuchtet wird. Zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips wurden nur fünf Strahlen pro
Segment von der Lichtquelle ausgesandt. Daher sind auch nur fünf Fokuspunkte zu erkennen.
ERFINDER:
Govinda LILLEY
TECHNOLOGIE
Bisher konnte die gleichmäßige Lichtverteilung nur mittels einer aufwendigen Projektionsoptik erzielt werden, was den Einsatz eines genau
justierten optischen Aufbaus mit mehreren Spiegeln und Linsen erfordert
und lediglich das Licht einer einzelnen Lichtquelle zu verteilen vermochte.
Um den gleichen Effekt für beliebig viele Quellen mit einem einzigen
optischen Element zu erzielen, nutzen wir den zuvor vorgestellten
Kollimator um das Licht aller Lichtquellen zu bündeln. Die gebündelten
Lichtstrahlen können dann gezielt auf beliebige Punkte im Halbraum vor
dem Leuchtkörper gelenkt werden, indem man die Austrittsflächen des
optischen Elements gekrümmt bzw. linsenförmig ausprägt.
VORTEILE
Als Gußteil mit integrierten LEDs herstellbar – ohne Metallisierung.
Keine Justierung der Optik.
WTZ Ost ist ein förderndes Mitglied der Technologie Allianz
KONTAKT:
Angelika Valenta
TU Wien
Research and Transfer Support
Favoritenstraße 16/E0154,
1040 Wien
[email protected] T: +43.1.58801-41538
www.rt.tuwien.ac.at

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