Querschnitt 21 / Februar 2007 - h_da: Hochschule Darmstadt
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QUERSCHNITT <strong>21</strong><br />
Abbildung 6 • Labor- (links) und Werkstatt- (rechts) Ausführung des ORBENA-Messgeräts zur simultanen Aufnahme der Lichtverteilung einer Leuchte.<br />
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Abbildung 7 • Spektrum einer weißen LED und <strong>da</strong>raus ermittelte Farbkoordinate<br />
im CIE Farbraum.<br />
mer wieder neue Entwicklungsanstrengungen der Gerätehersteller,<br />
die ohne den Einsatz von Optik-Simulationssoftware<br />
und Lichtmesstechnik nicht denkbar wären.<br />
Abbildung 13 zeigt die 3D-Darstellung der wichtigsten optischen<br />
Komponenten des Beleuchtungssystems eines Datenprojektors<br />
mit Integratorplatten. An der h_<strong>da</strong> wird zur Simulation<br />
solcher Komponenten unter anderem <strong>da</strong>s Programm<br />
ASAP (siehe oben) eingesetzt. Es arbeitet mit nichtsequenzieller<br />
Strahlverfolgung und kann lichttechnische Berechnungen<br />
unter Berücksichtigung der Eigenschaften realer Licht-<br />
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quellen und vielfältiger optischer Komponenten wie etwa Linsen,<br />
Prismen, Spiegel und Streuscheiben durchführen.<br />
Das Ergebnis solcher Simulationen und einer <strong>da</strong>mit verbundenen<br />
Optimierung führt in der Regel zum Bau eines Prototypen,<br />
der anschließend lichttechnisch vermessen werden muss. Die<br />
zu messenden Größen sind im Wesentlichen der Lichtstrom,<br />
die Lichtstärke, die Leuchtdichte und die Beleuchtungsstärke.<br />
Für <strong>da</strong>s in Abbildung 13 gezeigte System ergibt die lichttechnische<br />
Simulation beispielsweise die in Abbildung 14 <strong>da</strong>rgestellte<br />
Beleuchtungsstärkeverteilung in der Ebene des bildgebenden<br />
Elements, also zum Beispiel eines LCDs.<br />
Die Darstellung zeigt, <strong>da</strong>ss es mit einem Integratorsystem<br />
möglich ist, aus einer im Wesentlichen rotationssymmetrischen<br />
Lichtquelle (Leuchtmittel und Reflektor) eine rechteckige<br />
Lichtverteilung zu erzeugen, die zudem noch eine hohe<br />
Gleichmäßigkeit aufweist. Dies ist mit herkömmlichen Anordnungen<br />
aus Lampe, Reflektor und Kondensor nicht möglich.<br />
Die lichttechnische Vermessung eines realen Systems kann im<br />
Lichtlabor der h_<strong>da</strong> auf einem der oben beschriebenen Goniophotometer<br />
erfolgen. Die Vermessung der Beleuchtungsstärkeverteilung<br />
erfolgt in der Regel im projizierten Bild an der<br />
Messwand. Der Vergleich der lichttechnischen Messungen mit<br />
den Ergebnissen der Simulation (Abbildung 14) erlaubt wichtige<br />
Rückschlüsse auf die Fertigungsqualität des Prototypen<br />
und die Toleranzen der verwendeten Bauteile.<br />
4.4 OLED – Das Leuchtmittel der Zukunft<br />
Im Rahmen des BMBF – Förderprojektes „HOBBIT“ (Projektführer:<br />
Merck KGaA, <strong>Darmstadt</strong>) leistet die <strong>Hochschule</strong> <strong>Darmstadt</strong><br />
einen Beitrag an der Weiterentwicklung von organischen<br />
Leuchtdioden (OLED).<br />
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Kompetenz Lichttechnik und Beleuchtungstechnik an der h_<strong>da</strong><br />
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FACHBEREICH MATHEMATIK UND NATURWISSENSCHAFTEN<br />
Abbildung 8 • Prozess der lichttechnischen numerischen Simulation eines Kfz-Scheinwerfers mittels Raytracing: (a) Generierung eines virtuellen Leuchtenmodells,<br />
(b) Tracen von bis zu 10 Mio. Lichtstrahlen durch den Scheinwerfer, (c) Numerische Bestimmung der Lichtverteilung (hier als Falschfarben<strong>da</strong>rstellung gezeigt)<br />
auf einem 25 m entfernten Schirm.<br />
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Abbildung 9 • Simulation eines Bürozimmers mit sechs kommerziellen Büroleuchten. (a) Photorealistische Ergebnis<strong>da</strong>rstellung und (b) Visualisierung der<br />
quantitativen Beleuchtungsstärkeverteilung durch eine Falschfarben<strong>da</strong>rstellung.<br />
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