Im BMBF-Programm eboLED entwickelte das I3m der Hochschule Bremen eine kompakte Messtechnik zur schnellen Analyse von LED-Optiken. Das neu angemeldete DPMA-Patent 10 2016 209 090.9 beschreibt eine Reflektorstruktur, die den Strahl mehrfach auffängt und eine Matrix aus Lichtpunkten erzeugt. Eine einzige Kameraaufnahme reicht aus, um mittels Punktanalysemethoden den exakten Strahlverlauf zu berechnen. Diese Industrielösung optimiert Qualitätssicherung und realisiert digitale Zwillinge optischer Komponenten für sicherheitskritische Anwendungen in Echtzeit Prozessen und Monitoring.
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Erste industriegeeignete ERT-Lösung bietet zuverlässige, schnelle LED-Optikprüfung in Serie
Die energieeffizienten LED-Leuchtmittel dominieren herkömmliche Lampen, erfordern jedoch anspruchsvolle Lichtverteilungsanalysen. Für Warnlichter an Windkraftanlagen, Flugzeugen und Schiffen sind gesetzeskonforme Strahlcharakteristika lebenswichtig. Im BMBF-Projekt eboLED hat das Institut für Mikroelektronik, Mikromechanik und Mikrooptik an der Hochschule Bremen neuartige optische Messmethoden entwickelt. Diese Verfahren ermöglichen in einer einzigen Messung die vollständige Rückführung des Strahlverlaufs von LED-Optiken und sind unter der DPMA-Patentnummer 10 2016 209 090.9 geschützt. effizient schnell kostengünstig pragmatisch anpassbar industrieorientiert
Ausgeklügelte Bewegungsmechanik und wiederholte Scans verlangten viel kostbare Zeit
Die traditionelle Raytracing-Kontrolle verwendete komplexe Translationsbühnen und Spiegelmechanik, die großen Platz beanspruchten und aufwändige Kalibrierzyklen erforderten. Ein fokussierter Lichtstrahl wurde hinter dem Prüfling mehrfach in definierten Winkeln abgefahren, um die Abstrahlcharakteristik zu erfassen. Zwar generierte dieses Verfahren sehr genaue Strahlprofile, doch die langen Einrichtungszeiten und der hohe Wartungsbedarf machten eine schnelle Reproduktion in automatisierten Fertigungslinien unmöglich. Darüber hinaus führte die komplexe Mechanik zu häufigen Justagefehlern und dauerhaft erhöhtem Personalbedarf.
Strahlverlaufserfassung durch patentierte kompakte Mehrfachreflektionen in einer automatisierten Kameraaufnahme
Die Erfindung gemäß DPMA-Patent nutzt hinter der LED-Optik montierte reflektierende Prismen, die den primären Lichtstrahl auffangen und intern mehrfach umlenken. Die Reflexionskaskade schafft ein Netzwerk von Lichtpunkten, die eine stationäre Kamera in einem einzigen Bild erfasst und digital abspeichert. Durch systematische Analyse der Punktkoordinaten und Abstände lässt sich der vollständige Strahlengang exakt rekonstruieren. Auf bewegliche Spiegel, Präzisionsachsen oder sequenzielle Aufnahmen kann dadurch konsequent verzichtet werden. Das System ist kompakt, wartungsarm.
Kompakte Lösung optimiert LED-Optikprüfung für Windkraft-, Luftfahrt- und Schiffsindustrie
Die Einmalmessung des Strahlausbreitungsprofils eliminiert aufwändige Nachkalibrierungen und reduziert den gesamten Prüfaufwand auf ein Minimum. Dank des kompakten, modularen Aufbaus lässt sich das Messsystem problemlos in bestehende Produktionslinien einbauen. Beschleunigte Durchlaufzeiten minimieren Stillstandszeiten und erhöhen die Gesamteffizienz. Dieses industriegerechte Verfahren gewährleistet eine zuverlässige Kontrolle sicherheitskritischer LED-Optiken und erschließt neue Marktsegmente in der Windenergie-, Luftfahrt- und Schifffahrtbranche. global maßgeblich Wettbewerbsfähigkeit steigern und Prozesssicherheit hervorragend verbessern Innovationspotenziale ausweiten sowie Langzeitüberwachung von kritischen Komponenten.
Digitale Zwillinge optischer Komponenten steigern Effizienz in Entwicklung, Produktion
Am I3m der HSB entstehen digitale Zwillinge optischer Systeme, bei denen das komplette dreidimensionale Design und die funktionalen Lichteigenschaften detailtreu nachgezeichnet werden. Parallel dazu werden messtechnische Verfahren zur Analyse von Gleitsichtbrillen unter realen Tragebedingungen erprobt, um individuelle optische Anforderungen exakt zu erfassen. Die Anwendung von KI-gestützten Algorithmen aus dem Forschungscluster „Digitale Transformation“ erlaubt zudem die automatisierte Datenauswertung, adaptive Steuerung und fortlaufende Optimierung der Modelle mit erhöhter Automatisierung, Qualitätssicherung und Effizienzsteigerung.
Effiziente LED-Optikprüfung schont Ressourcen senkt Kosten erhöht Produktsicherheit nachhaltig
Durch die intelligente Kombination aus reflektierender Struktur und hochauflösender Kamera reduziert das DPMA-Patent 10 2016 209 090.9 den Prüfaufwand auf ein Minimum. Die kompakten Komponenten passen in Prüfmobile und begrenzte Laborumgebungen. Ein einzelner Lichtstrahl erzeugt mehrere Reflektionspunkte, die in einer Aufnahme erfasst werden. Die anschließende Auswertung erstellt einen vollständigen Strahlverlauf. Diese Lösung ermöglicht schnellen Seriendurchsatz, senkt Betriebskosten und bietet hohe Reproduzierbarkeit bei minimalem Wartungsaufwand. Entwickler erhalten Echtzeitdaten für optimierte Designs.
