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標題: 為何燈杯口徑越大遠射就越強？ [打印本頁]

作者: u6vmp631 時間: 2012-2-23 18:45 標題: 為何燈杯口徑越大遠射就越強？

本帖最後由 u6vmp631 於 2012-2-23 18:49 編輯

我的觀念好像停留在
”燈杯小就遠射、大就分散”的樣子．．．

心裡雖然知道口徑越大遠射越佳
但是沒給個證明我心裡總是怪怪的

燈杯的形狀、深度、大小和LED晶片發光角度都有一定的關聯吧?
口徑小但深是否等於口徑大卻淺呢？

作者: cotou 時間: 2012-2-23 20:40

燈杯的形狀、深度、大小和LED晶片發光角度都有一定的關聯吧?
理論上是如此，

口徑小但深是否等於口徑大卻淺呢？
這兩種似乎很難這麼比較，只能在有限制的條件比較 :
以沒有TIR 或前鏡片，單純以反射鏡達成遠射需求
單獨以光杯達到遠射時，光杯的"曲面方程式"是相同的，
在此條件下，光杯必需是"口徑大"才會"深"

作者: funder 時間: 2012-2-23 22:09

我这样解释您不知道是否能够理解：

我们用一个手电射向远处的目标，目标上的照度越高，或者说单位面积上获得的光越多，那么这个手电远射能力越强。根据公式，照度=手电发光强度/距离平方，所以手电的发光强度是衡量远射能力的标准。

我们假设您现在处于远处的目标上，观察射向您的电筒。您会看到中间的一颗LED是明亮的，周围的聚光反光碗或者透镜，也是明亮的。根据光学原理，周围的那些亮的部分，其实是LED的反射”像“或者折射”像“，这些像的亮度无法超越LED本体的观测亮度，所以为了让您的眼睛获得更多的光，这个像的面积就必须更大。

或者通俗的说，您在远处看电筒，正对时会看到一碗黄水，这个黄水面积越大，远射能力越强。在效率是100%的时候，黄水的面积是LED黄色核心的多少倍，远射能力就是不装聚光装置的裸LED多少倍。

作者: funder 時間: 2012-2-23 22:10

燈杯的形狀、深度、大小和LED晶片發光角度都有一定的關聯吧?
理論上是如此，

口徑小但深是否等於口徑大卻淺呢？
這兩種似乎很難這麼比較，只能在有限制的條件比較 :
以沒有TIR 或前鏡片，單純以反射鏡達成遠射 ...
cotou 發表於 2012-2-23 20:40

同样口径的抛物面有无数个，所以同意口径，可以有深度不同的光杯。
只要不是太浅的光杯，远射能力主要取决于口径，和深度关系不大。

作者: superhsiao 時間: 2012-2-24 00:29

真的喔~
我一直以為是和深度有關係...
假設一個跟盤子一樣的口徑...深度卻只有2公分
跟一個茶杯大小口徑...深度有8公分...
哪一個射程比較遠?
又如果深度都是8公分...盤子大的真的會比較遠嗎?
有大大來解惑一下吧?

作者: moon6034 時間: 2012-2-24 01:10

很有用,給我這個新手,明白了很多知識

作者: Yiyans 時間: 2012-2-24 05:46

本帖最後由 Yiyans 於 2012-2-24 06:26 編輯

真的喔~
我一直以為是和深度有關係...
假設一個跟盤子一樣的口徑...深度卻只有2公分
跟一個茶杯大小口徑...深度有8公分...
哪一個射程比較遠?
又如果深度都是8公分...盤子大的真的會比較遠嗎?
有大大來解惑一下 ...
superhsiao 發表於 2012-2-24 00:29

只要不是太浅的光杯，远射能力主要取决于口径，和深度关系不大。
funder 發表於 2012-2-23 22:10

我想funder大堤的解釋有一個很重要的前提是～只要不是太浅的光杯～

相同光源，光杯口徑下
光杯深度過深，部分的光線(泛光)會需要反射超過一次才能出光杯，這個光杯會比較沒有效率，也比較容易熱
光杯深度過淺，LED直射光（未反射光）會變成泛光...

所以單是深，或單是口徑大，都沒辦法達到遠射的效果
還是得依需求跑軟體，計算，模擬出最剛好的比例

圖片來源：CPF神人PEU

詳細還有請版上其它前輩指正

圖片附件: quadlux05.gif (2012-2-24 05:46, 67.34 KB) / 下載次數 383
https://wii.tw/~fogerdis/attachment.php?aid=12888&k=e061f059fd8040f1ed2cd11de2bb8abc&t=1734547227&sid=1qAA33

作者: cotou 時間: 2012-2-24 06:28

本帖最後由 cotou 於 2012-2-24 06:33 編輯

哇 Tracepro 的追跡圖，還四燈杯的，

還好有看到最 Yiyans 寫的最後一行，不然應該就是同行了

作者: Yiyans 時間: 2012-2-24 07:11

嘿嘿
偶是從電筒王隔壁筒學CPF那裡抄來的

原來raytrace叫追跡
學習了
還請coutou大有空多分享一下您的專業啊

作者: cotou 時間: 2012-2-24 07:39

追跡印象中是在看簡體的光學書中使用的名詞

--- 如果那天要做的"電筒王特制光杯" ，我一定全力幫忙跑設計 ---

作者: song693 時間: 2012-2-24 07:44

真的喔~
我一直以為是和深度有關係...
假設一個跟盤子一樣的口徑...深度卻只有2公分
跟一個茶杯大小口徑...深度有8公分...
哪一個射程比較遠?
又如果深度都是8公分...盤子大的真的會比較遠嗎?
有大大來解惑一下 ...
superhsiao 發表於 2012-2-24 00:29

歪妹：以LED部份來講是同級的、相同口徑的燈比較當然光杯深的勝。(你的筒這麼多，實際照對面大樓經驗多，那一種照的遠又看的“清晰”你不會不知道吧)

作者: funder 時間: 2012-2-24 08:19

光杯深径比的合适比例在0.5-1之间
太深了话，长度太大不说，光斑外面会有一圈难看的光晕；
太浅了的话，由于焦距大，光杯底部会有一个巨大的平台，这个平台是无效反射区，降低了有效的投射面积。

作者: funder 時間: 2012-2-24 08:20

远射能力的上限等于发光体的观测亮度x投射装置的有效截面积

作者: funder 時間: 2012-2-24 12:43

口径一定时，深径比和投射力的关系，利用Tracepro多次仿真获得：

关于若干概念的解释：

更多细节可以参考我的这个文档：
http://www.slideshare.net/canfang/led-optics-in-flashlight

圖片附件: ratio.jpg (2012-2-24 12:43, 14.75 KB) / 下載次數 257
https://wii.tw/~fogerdis/attachment.php?aid=12892&k=71f77d24741e85ccb15a91525a2b6f86&t=1734547227&sid=1qAA33

圖片附件: throw_interpret.jpg (2012-2-24 12:43, 183.76 KB) / 下載次數 246
https://wii.tw/~fogerdis/attachment.php?aid=12893&k=e4645f60bbd5859ce546a6f4d825365c&t=1734547227&sid=1qAA33

作者: superhsiao 時間: 2012-2-24 22:30

果不其然...這等高深的學問不是我的資質能理解的!
只能用笨方法...一支一支買來試...
比輸的淘汰...相信一陣時間後...留下的就是遠射王啦!
哈哈哈~

作者: cjwuknight 時間: 2012-2-25 11:09

似乎透鏡也適用這個情況
使用CSM-360 6000LM的手電筒好像已經出來了
看看那個讓人無言的田字型光斑，這光斑也太大了點...
SR90的10公分的燈頭
這隻發光體的長寬是SR90的兩倍，但是燈頭卻只有8公分
結果出來那麼大的一個光斑...這樣的照度應該遠低於SR90吧
透鏡太小，焦距太短，這樣的遠射就算是透鏡也救不了阿
(如果把家裡的炒菜鍋拿來當燈杯應該滿適合這個LED的)

作者: funder 時間: 2012-2-25 11:35

透镜和反光碗都适用上述远射公式，不过透镜没有中间的无效区，所以远射会稍强一点点。
CSM360的亮度比SST90低，也比XML低，所以远射是比较差的。

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