Unter Array (von englisch array ‚Feld‘, ‚Anordnung‘, ‚Bereich‘) versteht sich hier eine Anordnung mehrerer Linsen zu einem Endprodukt. Sie werden auch Mehrfachlinsen genannt. Mehrfachlinsen können in allen erdenklichen Formen hergestellt werden. So zum Beispiel in Reihe, in runder und rechteckiger Anordnung oder als Ring.
Bei diesem IMOS-Linsentyp ist die Lichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche nicht rotationssymmetrisch. Durch entsprechende Konturierung der optischen Flächen ergibt sich beispielsweise eine elliptische Lichtverteilung.
Unter der Breite/Width versteht sich hier die Größe der Seite eines quadratischen Arrays. Hier ein Beispiel:
Wir unterscheiden die Charakteristiken der Linsen in Narrow, Medium, Diffuse, Wide Angle und Asymmetrisch.
Diffuse beschreibt in diesem Katalog einen Abstrahltyp bei IMOS-TIR-Linsen. Eine entsprechende Gestaltung der Lichtaustrittsfläche wie z.B. durch Satinierung sorgt dafür, dass von jedem Abstrahlort der Oberfläche lokal die Abstrahlung in einen gewissen Winkelbereich erfolgt, nicht nur global über die gesamte Linsenfläche. Durch diese auch lokale winklige oder diffuse Streuung erscheint die Lichtquelle opaque und damit nicht so grell. Auf der Beleuchtungsfläche ergibt sich ein weicherer Verlauf des Lichteindrucks. Durch die diffuse Streuung ist der mittlere Abstrahlwinkel im Allgemeinen deutlich größer als bei der Polished-Ausführung desselben Linsentyps. Ein spezielles Icon auf der entsprechenden Linsenseite weist auf dieses Abstrahlverhalten hin.
Der Durchmesser wird bei den IMOS-Linsen immer am äußersten Rahmen gemessen. Hier zwei Beispiele:
Im Gegensatz zu den Mehrfach-Arrays handelt es sich hierbei um eine einzelne Linse.
Nach dem franz. Physiker Augustin Jean Fresnel benannter Linsentyp. Da es bei Linsen hauptsächlich auf die Krümmung der Grenzfläche zum umgebenden Medium ankommt, wird bei Fresnellinsen der Linsenkörper in Ringsegmente zerlegt und Volumenmaterial, das nicht zur eigentlichen Krümmung beiträgt, entfernt. Die Dicke der Linse wird also reduziert, was sowohl Volumen und Bauhöhe als auch Gewicht im Verhältnis zur ursprünglichen Volllinse deutlich verringert. Frensellinsen werden zur Beleuchtung, als Konzentratoren in der Photovoltaik und als abbildende Linsen verwendet. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, muss das Profil der Linse auf die Erfordernisse der Anwendung abgestimmt sein. IMOS bietet speziell auf die Beleuchtung abgestimmte Linsen an.
Fresnellinse
Es wird immer die maximale Höhe angegeben. Hier einige Beispiele:
Bei IMOS-Linsen mit der Bezeichnung lentikular ist die Lichtaustrittsfläche mit einem Array von Zylinderlinsen versehen. Durch diese Strukturierung ergibt sich eine Brechung der Rotationssymmetrie. Der mittlere Abstrahlwinkel senkrecht zur Längsachse der Zylinderlinsen ist deutlich größer als der parallel zu dieser Achse. Dadurch ergibt sich ein stark elliptisches Beleuchtungsfeld auf der Beleuchtungsfläche. Ein spezielles Icon auf der entsprechenden Linsenseite des Kataloges weist auf diese Strukturierung hin.
Kategorie zur Klassifizierung der Abstrahlcharakteristik einer IMOS-Linse. Der zugehörige Winkelbereich variiert mit den verwendeten LEDs.
Im Gegensatz zu den Einfachlinsen handelt es sich hierbei um mehrere Linsen, die zu einem Stück zusammengefasst sind. Bei IMOS-Linsen gibt es unzählige Varianten. Eine davon ist das Quad-Array (Vierfachlinse).
Bei diesem IMOS-Linsentyp ist die Lichtaustrittsfläche der Linse mit einem Array kleiner Mikrolinsen bedeckt. Diese Mikrolinsen sorgen dafür, dass der Lichteindruck auf der Beleuchtungsfläche weicher wird als ohne diese Strukturierung. Diese Aufweichung erfolgt aber ohne diffuse Streuung. Ein spezielles Icon auf der entsprechenden Linsenseite des Kataloges weist auf diese Strukturierung hin.
Kategorie zur Klassifizierung der Abstrahlcharakteristik einer IMOS-Linse. Der zugehörige Winkelbereich variiert mit den verwendeten LEDs.
Wir unterscheiden die Oberflächen der verschiedenen Linsen in Polished, Ripple, Lentikular, Microlens, Satiniert.
Parabolspiegel können, wie zum Beispiel auch Fresnellinsen, dazu verwendet werden, das Licht einer Lichtquelle zu kollimieren, das heißt in eine gerade Linie zu bringen (Parallelisierung von Lichtstrahlen). Im Gegensatz zu einer Linse werden dabei die Außenstrahlen und nicht die Zentrumsstrahlen kollimiert. Parabolspiegel gibt es aus beschichtetem Kunststoff, Aluminium oder Edelmetallen.
Parabolspiegel
Polycarbonat, ein schlagfester, transparenter Kunststoff aus der Familie der Polyester. PC besitzt eine höhere Temperaturbeständigkeit als PMMA.
Eine plan-konvex-asphärische Linse hat auf der einen Seite eine flache Oberfläche. Auf der anderen Seite ist sie gewölbt, jedoch nicht kugelförmig, wie die sphärische Linse.
Sphärische Linsen haben als Teil einer Kugeloberfläche mit dem Radius R überall dieselbe Krümmung. Besonders wenn ihre Brennweite vergleichbar oder sogar kleiner als der Linsendurchmesser wird, treten daher verstärkt Abbildungsfehler auf. Nur ein freier Parameter (der Radius R) ist einfach nicht ausreichend, um dann die Linsenfläche so zu formen, dass über die gesamte Linsenfläche z.B. parallel einfallendes Licht im Brennpunkt gebündelt wird. Man verwendet daher dann Linsen, die von der Kugelform abweichen – eben Asphären (altgriech. A verneinend). Für rotationssymmetrische Asphären braucht man dann zur Beschreibung neben einem Radius R noch die sogenannte konische Konstante k sowie bei Bedarf noch die Koeffizienten von polynomialen Korrekturtermen. Damit hat man deutlich an Designfreiheit gewonnen. Somit kann die Linsenfläche lokal deutlich besser an den benötigten Krümmungsverlauf angepasst werden, um die Lichtstrahlen geeignet abzulenken. Das nachfolgende Bild aus einer realen Simulation zeigt im Vergleich zwei Linsen mit derselben Brennweite. Erst eine asphärische Linse ist bei dem kleinen Abstand zur Brennebene optimal in der Lage, parallel einfallendes Licht im Brennpunkt zu bündeln. Früher war es ungemein schwierig, solche Linsen mit der benötigten Genauigkeit zu fertigen wie beispielsweise durch händisches Polieren. Heute dagegen ermöglicht das Verfahren des Ultrapräzisionsdrehens oder auch DTO (wie es bei der IMOS standardmäßig zur Verfügung steht) das Herstellen hochgenauer Asphären in optischer Qualität als Prototypen oder als Negativ in Metall für die Spritzteilefertigung. Ein händisches Nachpolieren ist nicht mehr erforderlich. Die Elemente sind nach der Ultrapräzisionsbearbeitung einsatzbereit. Prototypen können also direkt von der Spindel an den Kunden versandt werden, was eine sehr kurze Lieferzeit ermöglicht.
Polymethylmethacrylat (PMMA), auch Acrylglas genannt, ist ein hervorragend transparenter Optikwerkstoff. PMMA transmittiert Licht besser als Glas.
Die Lichtaustrittsfläche von IMOS-Linsen dieses Typs trägt keine Struktur und ist nicht satiniert/mattiert. Ein spezielles Icon auf der entsprechenden Linsenseite des Kataloges weist auf diesen Oberflächentyp hin.
Bei diesem IMOS-Linsentyp bedecken rotationssymmetrische Rippel die Lichtaustrittsfläche. Wie bei der Bedeckung mit Mikrolinsen ergibt sich ein weicherer Verlauf des Lichteindrucks auf der Beleuchtungsfläche ohne diffuse Streuung. Ein spezielles Icon auf der entsprechenden Linsenseite des Kataloges weist auf diese Strukturierung hin.
Satiniert oder auch mattiert bezeichnet eine Ausführungsform der Lichtaustrittsfläche bei IMOS-TIR-Linsen. Die Oberfläche weist eine gewisse Mikrorauheit auf, wodurch das entstehende Lichtbild auf der Beleuchtungsfläche weicher wirkt als ohne die Satinierung. Dieser Eindruck entsteht durch die diffuse Lichtstreuung an der Mikrorauheit. Die Satinierung vergrößert im Gegensatz zur unsatinierten Ausführung den mittleren Abstrahlwinkel. Ein entsprechendes Icon auf der entsprechenden Linsenseite des Kataloges weist auf diesen Oberflächentyp hin.
Unter der Schlüsselweite (engl. wrench=Schraubenschlüssel) eines Sechsecks versteht man den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten. Hier ein Beispiel:
Diese tritt ein, wenn ein Lichtstrahl aus einem optisch dichteren Medium (Wasser, Glas, Kunststoff) unter einem größeren Winkel als dem Grenzwinkel des Materials auf eine Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium (z.B. Luft) trifft. Er kann dann nicht in das optisch dünnere Medium übertreten, sondern wird an der Grenzfläche nach dem bekannten Gesetz (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) in das optisch dichtere Medium zurückreflektiert (verlässt dieses also nicht). Den Effekt macht man sich bei den sogenannten TIR-Linsen für High-Power-LEDs für die Reflektion der Lichtstrahlen mit größerem Winkel zur Abstrahlachse an der Mantelfläche zu Nutze.
Kategorie zur Klassifizierung der Abstrahlcharakteristik einer IMOS-Linse. Der zugehörige Winkelbereich variiert mit den verwendeten LEDs.
IMOS Reihenlinse für 2m hohe Lichtschrankengitter
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