Transcript
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
