Konzipieren und Entwerfen hochauflösender Lichtsysteme am Beispiel eines DMD-Scheinwerfers
Roland Lachmayer, Peer-Phillip Ley
Im Rahmen dieser Arbeit werden Methoden zum Konzipieren und Entwerfen hochauflösender Lichtsysteme erarbeitet und an einem Beispiel angewendet. Unter Berücksichtigung der Étendue als Erhaltungsgröße in optischen Systemen wird durch die logische Verknüpfung spezifischer Schritte ein planmäßiges und zielorientiertes Vorgehen zum Konzipieren bereitgestellt. Hierbei werden Technologien zur Lichtmodulation und -erzeugung, die räumliche Anordnung optischer Elemente für Systemarchitekturen und Strategien zur Beleuchtung des Lichtmodulators sowie dem auszuleuchtenden Bereich für die Anwendung spezifiziert. Im letzten Schritt wird ein Strahlenmodell als Grundlage für den nachfolgenden Entwurf erarbeitet.
Das methodische Vorgehen zum Entwerfen erfolgt unter Berücksichtigung der sequentiellen und nicht-sequentiellen Strahlverfolgung. Durch Festlegen von Lichtquelleneigenschaften, Funktionsflächen und Randbedingungen wird der sequentielle Optikentwurf mithilfe von Entwurfszielen, welche in einer Merit Function festgehalten werden, optimiert und für abbildende Systeme hinsichtlich der Anforderungen bewertet. Werden die Anforderungen erfüllt, erfolgt anschließend die Bewertung des Wirkungsgrades sowie die Identifikation von Streulicht im Rahmen der nicht-sequentiellen Strahlverfolgung.
Die Anwendbarkeit der Methoden erfolgt am Beispiel eines hochauflösenden Scheinwerfers unter Verwendung eines DMDs zur Lichtmodulation und LEDs zur Lichterzeugung.
