Zusammenspiel von Oberflächenrauheit und Formabweichungen in Freiformoptiken für Beleuchtung - hilfreiche Störeinflüsse?

Freiformoptiken werden für vielfältige Anwendungen insbesondere in der Beleuchtungsoptik eingesetzt. Bei der Fertigung entstehen je nach Flächengeometrie und Fertigungsmethode unterschiedliche Abweichungen, die anhand der typischen Ortsfrequenzen der Abweichungen in niederfrequente Formabweichungen und hochfrequente Oberflächenrauheit unterschieden werden können. Beide Abweichungstypen können systematisch toleranziert werden [1,2,3]. Hier wird das Zusammenspiel untersucht und anhand zweier beleuchtungsoptischer Modellsysteme (eines mit Freiformoptik-Arrays) gezeigt, dass sie in der Regel nicht getrennt toleranziert werden können: ihre Effekte beeinflussen sich und können sich teilweise kompensieren, aber auch verstärken. Wir diskutieren, wie in solchen Fällen sinnvolle Kennzahlen und Toleranzgrenzen für eine systematische Monte Carlo-Toleranzanalyse festgelegt werden können und welche Folgerungen sich für Fertigung und Qualitätskontrolle ergeben. [1] A. Timinger, J. Unterhinninghofen, S. Junginger, A. Hofmann, Proc. SPIE 8170 (2011) [2] J. Unterhinninghofen, Y. Özcan, A. Hofmann, Proc. DGaO (2018) [3] J. Unterhinninghofen, S. Link, A. Hofmann, Proc. DGaO (2019)