Linsen selbst entwickeln

[Arnes]

Hallo zusammen,

da ich gerade aktuell selbst Fahrradlampen bau und konstruiere bin ich auf die Idee gekommen mal selbst Linsen zu "entwickeln" d. h. ich bin auf der Suche nach einem Programm welches eine CAD-Anbindung (vornehmlich für CATIA V5R18 oder R19) besitzt und den Lichtverlauf mit selbst entwickelten Linsen simulieren kann. Hat da wer so ein Programm, welches er empfehlen kann?


Ich bin auf die Idee gekommen da ich finde, dass man mit Linsen noch so einiges aus den selbst gebauten Lampen rausholen kann als mit Standardoptiken. Denn mit allen anderen Faktoren die ich selbst machen kann, ist nicht so viel zu optimieren.

 

[flipflop78]

Hallo zusammen,

da ich gerade aktuell selbst Fahrradlampen bau und konstruiere bin ich auf die Idee gekommen mal selbst Linsen zu "entwickeln" d. h. ich bin auf der Suche nach einem Programm welches eine CAD-Anbindung (vornehmlich für CATIA V5R18 oder R19) besitzt und den Lichtverlauf mit selbst entwickelten Linsen simulieren kann. Hat da wer so ein Programm, welches er empfehlen kann?


Ich bin auf die Idee gekommen da ich finde, dass man mit Linsen noch so einiges aus den selbst gebauten Lampen rausholen kann als mit Standardoptiken. Denn mit allen anderen Faktoren die ich selbst machen kann, ist nicht so viel zu optimieren.

Ich kann dir zwar ein paar Programme nennen, aber ich denke nicht, dass du min. 1500€ (kaufen) oder max. 10000€ (jährliche Miete) für ein Programm ausgeben willst.
Außerdem musst du dann noch jemanden finden, der dir für wenig Geld eine Linse schleift, oder presst.
Wenn das mit den Linsen so einfach wäre, dann würden bestimmt mehrer Leute auf solche Ideen kommen.
Und Optik ist ein seeeehhhhhrrrrr komplexes Thema
Also wirds wohl nix mit selbst optimieren......

 

[Arnes]

Ich muss sagen viele Firmen geben für Studenten vergünstigte Lizenzen (nur so ist es mir z. B. möglich CATIA zu nutzen, dafür muss meines Wissens ne Firma grob 50000€ pro Jahr und Lizenz löhnen) und ich hoffe einfach mal, dass Firmen solcher Programme auch Lizenzen an Studenten zu entsprechenden Preisen wie z. B. Mathworks oder Dassault Systems herausgeben. Manche Hersteller geben sogar Lizenzen für Lau an Studenten raus (ich glaub AutoCad oder so was ähnliches).

Dass Optiken ein sehr komplexes Thema darstellt bin ich mir durchaus bewusst. Spielt sich hauptsächlich alles auf physikalischer Ebene ab, wo ich bereits Erfahrungen sammeln konnte. Aus diesem Grund will ich es einfach mal versuchen und arbeite mich in das Thema aktuell ein.

Ich bin bereits auf LightTools und Code V gestoßen, hat schon wer Erfahrungen gesammelt?


Wegen der Fertigung überlege ich die Prototypen der Linsen vorerst über Rapid Prototyping fertigen zu lassen. Das ist in der Regel jedoch aktuell das geringste Problem.

 

[jan84]

RP Anlagen die Linsen ausspucken können, respektive ein Material mit ausreichender Durchlässigkeit drucken? Weitere Infos?
Für Reflektoren hatte ich mir mal was in Matlab geschrieben, das ist nicht allzu aufwändig... Die Studentenversion kostet ~80$, für ne CAD Schnittstelle gibts über die mathworks community Funktionen die zumindest .stl einlesen können, sollte CATIA rausschreiben können.

grüße,
Jan

 

[rob1111]

Wegen der Fertigung überlege ich die Prototypen der Linsen vorerst über Rapid Prototyping fertigen zu lassen. Das ist in der Regel jedoch aktuell das geringste Problem.

Du meinst Reflektoren oder? Die Form glatt schleifen, lackieren und dann polieren...
Mir ist zumindest kein Rapid Prototyping Verfahren bekannt dass hoch lichtdurchlässigen Kunststoff verarbeitet.

 

[flipflop78]

Ich glaube du stellst dir das alles echt einfach vor. Glas ist kein Metall!
Und allein die Programme sind derart komplex!
Musst ja schon sehr von deinen Physikkenntnissen überzeugt sein, dass du sagen kannst, du ersetzt ganze Studiengänge damit. Einarbeiten ist da nicht wirklich einfach, bzw. unmöglich.
Ein guter Linsendesigner (Berufssparte) braucht mindestens 1 Jahr, um mit den Programmen richtig umgehen zu können und eine gescheite Linse zu designen!! Und du meinst, mit deinem Physik LK bekommst das so einfach hin!
Kannst du mir vielleicht kurz erklären, was der Unterschied zwischen chromatischen und achromatischen Bildfehlern ist.
Und wie man die sphärische Aberration umkehren kann??!!

Aber ich nenne dir gerne ein Paar Firmen und Programme, auf das du ordentlich auf die Schnautze fällst

ASAP oder CodeV sind die besten Programme. Kosten allerdings 10000€ (Miete jährlich). Aber da bekommst du bestimmt für 8000€ ne Studentenlizenz.

Optalix und Zemax sind auch tolle Programme. Etwas einfacher, aber dafür bekommst du für 800€ - 1200€ auch bestimmt ne Studentenlizenz

Mit den anderen kenn ich mich nicht aus......
Dann mal viel Erfolg

 

[kadikater]

ich wüde nicht immer alles gleich schlecht reden. es fehlen einfach die genialen optiken.
man hat nur standard optiken und man muss basteln ohne ende um eine halbwegs brauchbare lampe zu bekommen...

ich habe schon etliche optiken einschleifen müssen. eine blöde arbeit.

was ich mir krachermässig vorstellen könnte wäre eine fertige 3-fach optik für xml leds vorstellen, wo eine optik an die stvo. angelehnt ist. die anderen beiden füs mtblen.

die optik könnte auch mit rand und schraubsteg versehen sein um die dicht direkt ins
gehäuse einschrauben zu können...

man kann sich auch in themen einarbeiten ohne gleich ne lesung halten zu können müssen!

ich meine das geht! nicht immer aber!

grüße
karsten der träumer

 

[Arnes]

Du meinst Reflektoren oder? Die Form glatt schleifen, lackieren und dann polieren...
Mir ist zumindest kein Rapid Prototyping Verfahren bekannt dass hoch lichtdurchlässigen Kunststoff verarbeitet.

Hier bin ich gerade dabei abzuklären wie lichtdurchlässig das Ganze werden kann. Von dem her kann ich nicht sagen ob letztendlich diese Fertigung zu 100% zum Einsatz kommt. Is für mich aktuell halt die günstigste Methode Teile für Prototypen zu fertigen. Was ich noch versuche ist gießen unter Vakuum, leider halt wegen der Toleranzen für Linsen nichts.

Ein guter Linsendesigner (Berufssparte) braucht mindestens 1 Jahr, um mit den Programmen richtig umgehen zu können und eine gescheite Linse zu designen!! Und du meinst, mit deinem Physik LK bekommst das so einfach hin!

Dass ich auch in die Richtung (Physik) etwas studiere bzw bereits abgeschlossen habe ist wohl unmöglich oder


Ein Jahr Einarbeitungszeit? Hört sich nicht gerade realistisch an, habe zwar keinen Vergleich zu Optikprogrammen, jedoch ist es mit geeigneter Literatur und Unterstützung bei vielen Programmen in weitaus kürzerer Zeit möglich. Ich will auch nicht behaupten, dass die Einarbeitung vergleichsweise schnell wie mit CATIA möglich ist.

Kannst du mir vielleicht kurz erklären, was der Unterschied zwischen chromatischen und achromatischen Bildfehlern ist.
Und wie man die sphärische Aberration umkehren kann??!!

Punkt 1: Chromatische Bildfehler sind Farbfehler bedingt durch den Brechungsindex des Materials und den unterschiedlichen Wellenlängen. Wirkt wie ein "Aufspalten" der Farben würd ich dazu sagen. Was ein achromatischer Bildfehler ist kann ich dir leider nicht erklären. Ich würde einfach auf farblose Bildfehler tippen. Aber man kann ja nicht immer alles aus dem Stehgreif wissen, ich nehme mal an du musst nichts nachschlagen

Punkt 2: ich würde eine asphärische Linse zur Umkehrung verwenden.

Aber ich nenne dir gerne ein Paar Firmen und Programme, auf das du ordentlich auf die Schnautze fällst

ASAP oder CodeV sind die besten Programme. Kosten allerdings 10000€ (Miete jährlich). Aber da bekommst du bestimmt für 8000€ ne Studentenlizenz.

Optalix und Zemax sind auch tolle Programme. Etwas einfacher, aber dafür bekommst du für 800€ - 1200€ auch bestimmt ne Studentenlizenz

Mit den anderen kenn ich mich nicht aus......
Dann mal viel Erfolg

Vielen Dank für die Aufzählungen =)

Schon mal daran gedacht, dass die Firmen schön daran verdienen wenn die Studenten bereits mit diesen Programmen arbeiten und solche wiederum in den Unternehmen etablieren?
Aber auch bedingt durch viele weitere Gründe gibt es Studentenlizenzen oft für 0,XX bis X,XX % des Kaufpreises für Firmen bezogen auf die jährliche Nutzung.

 

[Arnes]

ich wüde nicht immer alles gleich schlecht reden. es fehlen einfach die genialen optiken.
man hat nur standard optiken und man muss basteln ohne ende um eine halbwegs brauchbare lampe zu bekommen...

ich habe schon etliche optiken einschleifen müssen. eine blöde arbeit.

was ich mir krachermässig vorstellen könnte wäre eine fertige 3-fach optik für xml leds vorstellen, wo eine optik an die stvo. angelehnt ist. die anderen beiden füs mtblen.

die optik könnte auch mit rand und schraubsteg versehen sein um die dicht direkt ins
gehäuse einschrauben zu können...

man kann sich auch in themen einarbeiten ohne gleich ne lesung halten zu können müssen!

ich meine das geht! nicht immer aber!

grüße
karsten der träumer

Danke Karsten, so sehe ich das auch. Mir ist bewusst, dass es nicht einfach ist/wird, aber mit Fleiß und Durchhaltevermögen lässt sich bestimmt auch etwas erreichen. Es soll ja nichts perfektes werden, sondern nur eine Verbesserung der Standardoptiken.

 

[panicmechanic]

Vermutlich geht es um asymmetrische Lichtverteilung, alles andere gibt es ja schon in beliebigen Varianten für kleines Geld.
Ich würde vorschlagen, mit einem Spezialisten wie Docter Optics Kontakt aufzunehmen. Die entwickeln auch für und mit Kunden zusammen spezielle Linsen, zu sicherlich recht hohen Kosten.
In ein paar Jahren werden gebrauchte LED-taugliche Abblendoptiken auf dem Schrottplatz oder im Auktionshaus erhältlich sein.

 

[flipflop78]

Okay, dann hast du was in Richtung Physik studiert und kannst in Wikipedia lesen. Respekt.

Ich habe etwas in Richtung Optik studiert und in meiner Diplomarbeit eine Linse versucht zu optimieren!
Und mich aus diesem Grund genug mit dem Thema auseinandergesetzt!
Ich habe versucht eine Studentenlizenz zu bekommen, eine bestehende Linse zu verbessern und diese Fertigen zu lassen.

Das Ende vom Lied war, dass ich keine Studentenlizenz bekommen habe, eine bestehende Linse optimiert habe, und sie aus Kostengründen nicht gefertigt wurde!
Weder Zemax, Optalix, ASAP oder CodeV haben es nötig über Studenten an Firmen ranzukommen.

Und du hast noch kein Optik Design Programm gesehen. Geschweige denn die Doku.
Und ein Jahr brauchts um ein gescheiter Linsendesigner zu werden, der ne gute Linse entwirft.
Eine bestehende Linse zu verbessern geht in 6 Monaten (wenn mal alle relevanten Daten hat und weiss, wo man ansetzen muss).

Die Fertigung bezahlst du dann aus deiner Portokasse.....bei meiner Linse hätte es 2000€ gekostet.

Aber, um dir weiterzuhelfen:
Ich würde Optalix nehmen. Da hab ich nämlich dran gesessen und geholfen es zu verbessern. Schreib dem Herrn Blechinger von der Firma Optenso. Der hat mir immer sehr weitergeholfen und mir die Betaversionen mit meinen Verbesserungen geschickt.

Viel Erfolg.
Ich werde mir jetzt für den Garten ein kleines Wasserstoffkraftwerk bauen. Literatur darüber hab ich schon...kann ja nicht so schwer sein!

 

[kadikater]

warum sollen andere das nicht schaffen wozu du nicht in der lage warst...

 

[Arnes]

Okay, dann hast du was in Richtung Physik studiert und kannst in Wikipedia lesen. Respekt.

Ich würde sagen die suche in meinen digitalisierten Skripten ging schneller


Wie man hier sehen kann ist z. B. in den USA der Bezug bei den genannten Programmen als Studentenlizenz möglich. Aus diesem Grund denke ich besteht mittlerweile auch bestimmt die Möglichkeit in Deutschland solche Studentenlizenzen zu erwerben.


Und wegen der Fertigung, nein ich werde es nicht aus der Portokasse zahlen, aber es gibt immer interessierte Leute, welche die Fertigungskosten gerne auf sich nehmen

 

[dirty sam]

Moin !

Ich überlege mir gerade, wie wohl die Kommentare waren, als der Erste in irgendeinem Forum die Idee verbreitet hat, LEDs nicht nur im Rücklicht zu verwenden, sondern daraus eine brauchbare Fahrradfrontleuchte zu bauen.

Vor längerer Zeit hat da mal jemand gesagt, da wäre etwas doch eher eine Kugel, denn eine Scheibe.

Gruß
Sam

 

[flipflop78]

Hehe,

At a dramatically reduced cost, you can have CODE V for lens design, and/or LightTools for illumination design.

Heist dann bei 10000€ nur noch 1000€??!!

Optenso sitzt übrigens in der Schweiz.
Und wenn du ne Optalix Lizenz hast, helf ich dir gerne weiter (ist ernst gemeint!!)

Ich finde es halt immer wieder faszinierend, das es Leute gibt, die hoffen ohne fundierte Kenntnisse besser oder annähernd so gut zu sein wie gelernte Leute.......Gibt es bestimmt, ist halt verdammt schwer!

Und denk immer dran....Die Hoffnung stirbt zuletzt.....

Ich überlege mir gerade, wie wohl die Kommentare waren, als der Erste in irgendeinem Forum die Idee verbreitet hat, LEDs nicht nur im Rücklicht zu verwenden, sondern daraus eine brauchbare Fahrradfrontleuchte zu bauen.

Stimmt, und die LEDs haben dann einfache Ingenieure in ihrer Garage entwickelt und gefertigt!

Es steht ausser Frage, das mit ein bisschen Erfindergeist, Mut und Engagement ne Menge zu bewegen ist.
Aber wenn jemand wirklich im Privaten (daran zweifle ich gerade irgendwie) als Student eine Linse designen will, dann glaub ich da nicht so Recht an nen Erfolg.

Aber wie kadikater schon sagte:
Warum sollen nicht andere besser sein als ich

Viel erfolg und melde dich, wenn du ne Lizenz hast und Hilfe brauchst....

 

[kadikater]

Viel erfolg und melde dich, wenn du ne Lizenz hast und Hilfe brauchst....

so wird aus der scheibe noch nen ball

grüße

karsten

 

[flipflop78]

so wird aus der scheibe noch nen ball

Was ich mich schon die ganze Zeit gefragt habe ist, was du eigentlich genau optimieren willst?!?

 

[Arnes]

Was ich mich schon die ganze Zeit gefragt habe ist, was du eigentlich genau optimieren willst?!?

Ich will weniger die Linse optimieren, tut mir Leid falls des etwas falsch rüber kam, sondern ich will eine bestimmte Ausleuchtung realisieren. Bei handelsüblichen LED-Linsen für Selbstbauten handelt es sich nicht gerade um mitmenschenfreundliche "Streuungen". Kurz und Knapp: Ich will die Blendung von Fußgängern und anderen Verkehrsteilnehmern reduzieren.

 

[flipflop78]

Da kann ich dir 2 Tipps zu geben:
Schau dir erst mal nen "linken" Autoscheinwerfer an und versuch zu verstehen, wie es da mit dem mitmenschenfreundlichen Abblenden geregelt ist.

Und dann nimm dir Mal deine hellste Leuchte und halte ein Stück Pappe direkt vor die Lampe. Einfach nur die obere Hälfte "abschatten" (ist das maximalste Abblenden, was geht) und dann versuch mal in die Lampe zu schauen.
Das Problem ist nämlich die extrem Helle Punktlichtquelle. Und die wird immer blenden, egal wie diffus du streust!!

 

[Arnes]

Danke für die Tipps,

ne Frage zu den Autoscheinwerfer, meinst du Xenon, Linsenscheinwerfer mit Halogenbirnen oder die älteren Halogenscheinwerfer ohne direkte Linse vor der Birne (mit Reflektor).

Hmm, das mit dem hellsten Punkt hört sich recht plausibel an. Mal schaun was da die Automobilbranche so rausbringt, denn meines Wissen laufen schon bei Audi Scheinwerfer mit LED Abblendlicht in Serie (R8 schon länger und der neue A8, sowie der bald erscheinende A6 wird bestimmt auch damit ausgestattet sein). Wird sogar so weit gehe, dass unter Umständen in paar Jährchen das Fernlicht auch mit LEDs realisiert wird.

 

[rob1111]

dass es mit leds auch ohne abschatten von irgendwelchen teilen geht hat doch bumm schon gezeigt...

Edit:
Dass mit dem fernlicht wäre ja die einfachste übung, tiefer reflektor, alles licht in die ferne

 

[Bikecolours]

@Arnes

Falls du dir sowas vorstellst:
Hier gibts so einen Abblendlicht Linsenscheinwerfer aus dem Kfz-Bereich umgebaut mit XML LED.
www.hagemann-bikeparts

Und hier ein weiteres Projekt:
http://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?13029-Abgeblendet

 

[dirty sam]

Moin !

Wäre es nicht auch für das MTB Licht positiv, wenn man den größeren Teil (nicht alles) des nach oben abgestrahlen Lichtes nach unten bzw in die Ferne leiten könnte? Nach oben will ich ja nur eventuell vorhandene Hindernisse, also idR Äste, wahrnehmen, aber hellere Ausleuchtung bräuchte man nicht, oder?

Gruß
Sam

 

[yellow_ö]

Soda, die ersten beiden Quotes hier sind ja offtopic, aber ich denke n paar Zeilen dazu schaden nicht ...

LEDs nicht nur im Rücklicht zu verwenden, sondern daraus eine brauchbare Fahrradfrontleuchte zu bauen.

Sam, Du dürftest noch nicht lange mit Led zu tun haben, daher weißt Du das vielleicht nicht ...
Ich - und ein paar andere hier - haben vor grob 7 Jahren die "weiße-Led-Explosion" mitbekommen und anfangs selbst damit Lampen gebastelt; damals gabs nämlich nichts, das damit lief. Und die eingesessenen Hersteller haben wirklich gemeint es ist Quatsch (Lupine hatte das auch sogar auf der HP stehen).
Jetzt werden Led-Lampen glücklicherweise besser und billiger und heller in professionellem Rahmen hergestellt.
Das Argument zählt also nicht, weil das einfach eine natürliche Evolution war.
(eher war und ist es eine Diskussion, als der erste damit angefangen hatte, statt der nicht so gut funktionierenden Optiken nen Reflektor zu verwenden. Wer jetzt schaut wird bemerken, dass das um Welten besser ist, als ne Optik)

Da kann ich dir 2 Tipps zu geben:
Schau dir erst mal nen "linken" Autoscheinwerfer an und versuch zu verstehen,

es besteht kein Unterschied zwischen einem rechten und einem linken Autoscheinwerfer, die sind beide gleich

(Ausnahme: Linksverkehr. Da sind aber auch wieder beide gleich)
Das ist nur eine Sache des Designs der Fokussierungseinheit




ON TOPIC:
wäre es möglich für Laien die Nachteile aktuell erhältlicher Optiken und den Vorteil einer selbst entwickelten zu argumentieren?
Da muss es doch offensichtliche Nach- & Vorteile geben, die einfach auszudrücken und zu verstehen sind



PS: ich halte den Aufwand für fehlgeleitet.
Mein Argument ist: survival of the fittest.
Led-Lampen haben generell mit Optiken begonnen und wo ist denn jetzt deren Anteil im Qualitätsbereich?
Wären Optiken wirklich besser, dann gäbe es - besonders im Hochpreisbereich - einfach mehr Lampen damit.
Die paar die es gibt, verwenden Optik-arrays doch nur deswegen, weil bei stark platzgeingeschränkten Verhältnissen kein Mehrfachreflektorsetup möglich ist.

Vielleicht ist die Zeit reif für n Update und Umstieg, gab es ja im Lauf der Evolution immer wieder, dass neue Produktionstechniken oder Materialien eine alte, fast vergessene Idee plötzlich explodieren lassen
also bitte, bau bessere Optiken - Lichtstrahl so schmal wie mit ner XP-G, aber bei Verwendung einer XM-L und mit nutzbarem Streulicht um den Hauptstrahl - und ich nehm ein paar

... sorry für den langen Post

 

[dirty sam]

Moin !

Schätze mal, daß in vielen Bereichen (ich will mich nicht explizid auf Lampen beschränken) deutlich bessere technische Lösungen möglich wären. Problem dürfte häufig sein, daß es mindestens in der Entwicklung erheblich Aufwand für den Pionier bedeuten würde. Wenn dann noch einfache, BILLIGE Lösungen viel Profit versprechen / gewährleisten, wird die bessere Technik sich nicht zwangsläufig durchsetzen können.

Eine variable Optik, die man zB beim Übergang vom Trail auf die schnelle Abfahrt verstellen könnte, hätte IMHO was.

Gruß
Sam