funder
发表于 2007-6-29 01:56
来龙去脉：LED手电的进化（2001－2007）(编辑完成)
<p>短短几年以前，大多数人还不知道LED也可以做手电，而今，无论是在商店，还是Taobao的店铺，LED手电已经随处可见。便宜的几块钱就能买到，贵的有好几千一只的，品种之丰富是几年以前难以想象的。LED到底有什么优势？不同的LED之前有什么区别？各个品牌又有什么特点？本文尝试以LED手电的发展为主线做一个阐明。<br />LED手电的核心是LED，就好比计算机的核心是CPU一样，甚至更加重要，手电的别的部件几乎都是围绕着LED进行设计的。LED是英文发光二极管的缩写，顾名思义，从第一只LED诞生起，它就是会发光的。LED光源的应用非常早，比如在指示灯上。最初的LED只能发出红色和绿色，后来蓝色光的LED研制出来，这样三色光LED就可以组合成全色的大型户外显示器。单色光的的LED也可以用来做小型手电，但由于只有单色，使用受到极大限制。在白色光LED研制出来以前，曾经有些LED手电使用多只单色光的LED来组合，这些产品可以说是最早的“白光”LED手电。白光是一种混合光，蓝光LED的研制成功，使得用RGB合成白光，以及用蓝光和蓝光激发荧光粉产生的黄光混合产生白光成为可能，这样在1998年，Nichia（日亚）终于推出了第一只白光LED。这种小功率的白光LED大多采用5mm炮弹形封装，驱动电流25ma左右，可以发出2流明左右的光通量，在以后的几年里，其他厂商也开始大量生产类似的产品。Nichia的白光LED本身就已经集成了聚光部件，LED的炮弹前部实际是一个用于聚光的透镜，原理和以前的聚光灯珠是一样的，显然10mm的封装具有更大直径的聚光透镜，所以聚光强于5mm的，而5mm的又强于3mm的。虽然这种透镜使得LED本身有一定的定向照射能力，但却给二次光学（手电的聚光零件）设计带来麻烦，并且由于折射，会引起光斑偏色，色散，不均匀等一些问题。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/118307457795372.jpg<br />Fig 1.Nichia 5mm LED<br />Nicha的5mm LED 非 常 适 合 在小型手电中使用，因为小功率的 灯 泡 发 光 效 率 很 低 ，电 池 不 足 时 发 光 效 率 会 更 低，甚 至 达 到0（只耗电不发光）。但LED应用有一个麻烦，它的驱动电压是3－4伏特，而且在工作电压附近对电压变化非常敏感。最初的应用方式是用几个电池串连，以超过LED的驱动电压，再加上电阻分压/限流。这种方式现在仍然在低端产品中常见，比如用3个排成品字型的7号电池串连。小体积的手电可能会用纽扣电池，最著名的莫过于Pelican的1930，使用了4个LR44电池串连。很明显这不是一个理想的解决方案，因为纽扣电池的容量太小了，开上半个小时电池就损耗大半，一次更换4节也比较麻烦。<br />采用降压设计的产品也不乏精品,最有代表性的是Inova的X5。X5在功能，电路上并没有什么突出之处，它的成功在于外观设计，特别是第一版，外观是非常简洁的圆柱，5颗LED嵌在头部孔洞内受到了完美的保护，显得非常结实。这种直筒外观设计的成功，从其后面大量的仿制品就可见一斑（新版的X5现在还在生产销售，LED改用了更高光效的）。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074586777.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074593770311.jpg<br /><br />Fig.2 Inova X5第一版<br /><br />2001年，ARC公司带来LED手电历史上带有划时代意义的产品，ARC AAA(包括高级版的LE）。它首先把升压/整流电路引入手电设计，实现了用一颗普通的AAA驱动LED。ARC的电路是半整流设计，把一颗AAA的电压升高到3.xV，在超过6个小时的时间内可以平稳下降的输出，当电池不足以推动LED高亮时会转入低档继续工作几个小时。此外，ARC AAA的制作也很精良，外壳采用HA III超硬阳极电镀，LE版本使用精选LED，更白更亮，防水性能极好（经过340英尺水压测试）等。相对于以前的灯泡7号手电比如Maglite Solitare等，它在输出，效率，体积，表面处理上有明显优势。所以一经推出就受到了广泛的欢迎，唯一的遗憾是对于中国的消费者，它的价格显得高了些，毕竟当时很多人觉得Maglite已经是高档手电的代表了。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074602231268.jpg<br />Fig.3 经典的ARC AAA<br /><br />类似X5这种手电，使用多颗LED来提高光通量，从技术美学角度，这并不是一个理想的解决方案。正如一个亮的灯泡手电不会用很多个小灯泡一样，最理想的应该是应用大功率的发光体，Lumileds公司的产品使这种方案成为可能。<br /><br />Lumileds成立于1999年，现在已经是Philip的完全子公司，它所生产的Luxeon Star（LS）是最早的大功率LED产品。2001年，又是富于创新的Arc 公司，首先应用了LS LED，推出了ARC LS。ARC LS（第一版，以下同）应用了一颗Lux I大功率LED，驱动电流350ma左右，对应功率略超过1W。由于使用了大功率LED，相比两节锂电驱动的X5，ARC LS用一半的体积做到了高一倍的输出。作为第一款大功率LED手电，ARC LS可以说是革命性的，它向人们证明了，一只小巧的，只有不到7CM长（用一节CR123A锂电）的LED手电，输出可以达到普通两节1号大手电的水平，而且灯泡寿命长几个数量级。作为ARC公司的顶级产品，ARC LS在别的方面自然也不会马虎，防水密封不在话下，HA III nat的涂层，虽然看起来没有X5那么精美，但是硬度高很多，更耐磨损。ARC在电池段方面也很有创新，电池段可以选择一节CR123A，两节AA或者一节AA。现在我们提到最早的大功率单节AA手电，一般会想到Fenix的L1系列，但实际上ARC LS早在很多年前就已经把大功率LED和单AA结合在了一起。只是由于这时候单节AA驱动LS I的输出实在太低，所以没有引起广泛的影响。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074612625911.jpg<br /><br />Fig.4 Lumileds Lux I LD封装加星形基板<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074625334431.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074636980070.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/11830746434547.jpg<br /><br /><br />Fig.5 ARC LS原型（带有三种电池段），第一版，第二版<br /><br />在现在看来，ARC LS的不足仍然非常明显。这时候的Lux I采用的是LD（Low Dome）封装，有些类似炮弹形LED，发光核心上面覆盖的透明体相当于一个直径很小的透镜，对光线有一定汇聚作用，这种封装在后来看来是不成熟的。LS公司建议配合NX05透镜或者类似产品（当时大部分LS LED手电都是如此）作为二次光学对LED发出的光进行汇聚，但由于LD的透镜，使得发光体等效面积（像面积）增大，光斑发散并且由于折射作用有偏色(主要是偏蓝）和不均匀等现象。另外，这时候的LS I，只能发出15流明左右的光，发光效率比同功率的灯泡并没有占到明显优势，花一百多美元去买一只ARC LS，一方面是由于寿命，更多则是出于对新技术的一种追逐吧。<br /><br />LED光源上的巨大进步，也引起了Surefire的注意.Surefire可以说是高端手电的代表，长期以来为军方和执法部门生产高质量的照明工具，包括手电，战术灯，激光瞄准装置等。大部分产品使用一次性锂电驱动，小巧高亮。Surefire的产品线很庞大齐全，各种配件更是让人眼花缭乱，所以当Surefire打算涉足LED电筒领域的时候，它是以生产LED灯头（作为灯泡灯头的一种可选替代）起步的。2002年，SF推出了KL1，KL2，KL3三款灯头，分别用于配合Surefire E系列，M系列和Classic系列（包括M2，C系，G系，P系）筒身。KL1,KL3使用了一颗LS 1W LED，配合NX05透镜，光通量标称17和19流明（实际没有什么区别），KL2则使用了19颗5mm白光LED，光通量标称27流明，电池寿命则取决于使用的筒身。稍晚一些，Surefire又推出了两档调光的L1（电筒而非灯头）以及混合使用LED和白帜灯泡的A2。Surefire虽然相对ARC，Inova等公司进入LED手电领域较晚，但还是体现出了自己的鲜明特色。由于Surefire的电筒全部使用锂电，不用考虑兼容负载能力较低的碱性电池等，所以Surefire采用了全整流设计（之前ARC等采用半整流设计），只要电池还能输出额定的电流，灯头的输出没有变化，放电曲线完全平直。又由于Surefire每个系列有多种不同电压的筒身，Surefire普遍采用了健壮性较强的电路，输入电压范围很宽，以KL1为例，输入2－9V电压都能正常工作，输出几乎不变，但是代价是电路效率相对专用电路较低。另外，SF这几款灯头也保持了Surefire的一贯优势，制造质量上乘。外观造型炫目美观（或者说够噱头），尤其是第一版的KL3，好似一个CPU散热器，这也在某种程度上体现了当时对大功率LED散热的过分担心。<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074659469863.jpg<br /><br />Fig.6 Surefire KL1(第一版），KL2，KL3（第一版）<br /><br />Surefire的这几款灯头仍然体现了当时LED技术和应用水平的局限：LD封装＋透镜的散而蓝的光斑，KL3比KL1大得多的体积，却使用一样的LED，一样的透镜，一样的输出，KL2还在使用多颗小功率LED的方式等等。但是，LED在灯头寿命上的优势，Surefire在市场的信誉和庞大占有量，手电发烧友对新技术的追捧，这些因素加在一起，还是使得这几款灯头（尤其是KL1）获得了巨大的成功。KL1和KL3的改版目前仍在生产，当然结构已经大变，性能已经不可同日而语了。<br /><br />在手电厂商忙着研制和改进手电的时候，Lumileds也在着手研发新的LED。LD封装之后，SE（Side emitter)和HD（High Dome）封装被应用。 SE的透镜类似一个漏斗，可以把LED向前发出的光线折返回来，这样可以让较浅的反光碗也能收集到足够光线。HD则拥有一个半球型透镜，发光体位于球心，这样球壳对发光核心折射作用被减小到最低，光线可以自由辐射出去，发光形态被认为是最接近灯泡手电的，HD封装在应用上获得了巨大的成功，LD的封装则逐渐被淘汰了。更大功率的LED也被开发出来，典型的就是Lux V，功率达到5W左右。在电气结构上，采用两只1W管脚串连，所以驱动电压是普通LED的两倍，达到接近7V，物理结构上则是把四个1W核心田字型排列，通过增大发光体面积来获得更高的光通量。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074669744103.jpg<br />Fig.7 HD，LD，SE三种封装外观区别<br /><br />HD封装的Lux I和原有的LD封装产品是兼容的，所以ARC很快就推出了 ARC LSHP （H表示HD封装，P表示高级版），光束比原来更加集中，而且也不再那么蓝了，只是由于发光体是方形，在透镜的成像作用下，光斑也呈现出方形。第一只应用Lux V的手电则是ARC的LS III，灯头类似原有的ARC LS，仍然使用同样的透镜，但驱动电路改变，电池段改为两节Cr123A串连。ARC LS 3只生产了几十只，产品生涯非常短暂，虽然号称是第一只5W LED手电，但实际只工作在2W 功率上，它的不成熟从其昙花一现的生命就可见一斑（以至于很多手电发烧友都不知道有这款产品）。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074734766731.jpg<br />Fig.8 ARC LSHP<br /></p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074740674732.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183096932444584.jpg<br />Fig.9 Lux V特写</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074746219903.jpg<br /><br />Fig.10 ARC LS 3<br /><br />Surefire的L4，L5，L6，L7在2003年推向市场，其中KL4，KL5，KL6也作为LED灯头组件单独销售。Surefire的Lux V产品推出比ARC 3晚了一些，但要成熟许多，也获得了巨大的成功，是影响力最大的Lux V产品。这几款手电身体都基于原有的Surefire灯泡产品，L4是E2e的身体，L5是M2的身子，L6是M3的，L7是9AN（充电型）的身子，尾盖都换成了Clicke（按下可锁定）型。这几只电筒都使用了HD封装的Lux V，运行功率在5W左右，真正达到了满功率运行，光通量比起原来的1W LED有巨大飞跃。初期产品标注为65流明，实测一般都可以达到80流明以上，后期则更高。由于HD封装的LED发光形态接近灯泡，Surefire使用了比灯泡手电焦距更短（同样口径更深）的橘皮反光碗来配合他们，光斑过渡平滑，中心光斑外有范围很大的泛 光 区，很 适 合 日 常照明使用，比起原有的透镜元件，在光斑质量上也有了巨大提高。另外说明一下，这几只产品的反光碗焦距是一样的，只是口径不同（当然深度也不同），口径最大的L6聚光最佳，但泛光区也较小，L4的泛光很大，光斑也比较大， 比 较 适 合 近 距离使用。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/118307475760286.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074767628272.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074779442421.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183074785721968.jpg<br /><br /><br /><br />Fig 11-14. surefire L4,L5,L6,L7</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183097016704002.jpg</p><p>Fig.15 L4,L5,L6外观对比<br /><br />如果说Surefire的L4－L7这个系列有什么缺点的话，这个缺点主要来自LED本身。5W LED带来巨大光通量的同时，也带来的巨大的发热，特别对于体积娇小的L4来说问题比较严重。田字型排列的LED由于发光面积大，所以光斑面积也较大，不利远射，而且由于发光体核心之间的缝隙，造成光斑中心会有一个微弱的暗斑。LUX V的寿命也大大低于LUX I，官方数据分别是50000小时和500小时，另外，LUX V一直产量不足，价格居高不下，一颗好Bin的更是难求，这也造成量产LUX V手电的公司相对较少。现在，在Lumileds推出新产品之后，Lux V已经逐渐淡出了市场。<br /><br />在2004年，Surefire在LUX V手电产品上独领风骚（SF还推出了两档调光的L2，并在05年推出6档磁控开关的U2），而采用HD LUX I的手电则如雨后春笋大量涌现。这里面不乏精品，比如新加坡的Longbow，拥有和Surefire同级别的制造质量，Inova则以其独具特点的TIROS透镜吸引了很多眼球（可惜Inova现在又回到和大家一样用反光碗了）。在这里面，最具特色的则当数ARC 4。</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/118309713331743.jpg</p><p>Fig.16 短命的Longbow手电</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183096959621527.jpg</p><p>Fig.17 Inova的TIROS透镜<br /><br />ARC 4其实是由HDS公司设计的，它是第一只推向市场的“智能型”电筒。它使用一颗LUX I HD，单节123A锂电驱动，光面反光杯（实际带有加工留下的环状纹理），最高输出30流明左右，尾部有一个按钮开关。ARC 4最大的特点是采用单片机控制，通过尾部按钮的单击，双击，三击可以完成亮度选择，亮度设定，锁定等多种功能，多档的亮度，令人眼花缭乱的功能都是前所未有的，从此，电筒也有了“驱动软件”一说。</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-06/1183097059112437.jpg</p><p>Fig.18 ARC4和SurefireU2，同样为多档调光电筒，但操作方式迥异<br /><br />2004年电筒界有一件大事不能不提，这就是ARC的倒闭。ARC倒闭的原因是多方面的，它最赚钱的ARC AAA，由于外观结构侵犯了镁光的多项专利，树大招风惹来了官司（镁光：这头猪终于养肥了，该是吃肉的时候啦）；投入大量资金开发的ARC LS一直没有达到预期收益，ARC 4则陷入和设计者HDS的纠纷。不过在2005年底，ARC又卷土重来，这是后话。<br /><br />Lumileds方面则在致力于提高产品的健壮性，LUX III，也就是俗称的3W LED被推向市场。LUX III可以看作是LUX I的耐流版，开始两者的外观有所区别，不过后来Lumileds整合了生产线，两者就完全一致了（这和Intel的CPU，同一生产线生产不同频率的CPU有些相似）。和LUX I（标准电流350ma)相比，LUX III的最大允许电流提高到1000ma(实际可以更高一点），在这个电流下，最初的S Bin产品可以有60流明左右光通量, 后来的U Bin则可以达到100流明左右（要注意，由于发热引起效率下降和反光碗和玻璃的损失，实际在手电里面要有一个不小折扣）。和LUX V相比，虽然光通量要低不少（V Bin的LUX V有120流明左右，X Bin则可以超过200流明），但是寿命长得多，驱动电压低一半（能耗更低），核心面积只有四分之一（同样反光碗光束更集中，利于远射）。LUX III同样使用成熟的HD封装，手电爱好者们发现，一颗LUX III，加上合适的反光碗，照明效果非常好，光斑集中，射程远，LUX III优良的性能很快在手电玩家中引发了一场“山娃（三瓦）旋风”。<br /><br />2005年初，Lumileds还发布了名为K2的新产品，它可以看作是基于LUX III，改变封装的产品，产品的健壮性进一步提高，但是，由于光效并没有提高，甚至比U bin的LUX III还略差，并没有引发市场的太大反应，大部分产品仍然使用LUX III。Lumileds在K2上的努力的效果直到两年以后才体现出来。<br /><br /></p><p></p><p>Fig.19 Lumileds的K2<br /></p>[此帖子已经被作者于1183455310编辑过]
macopaul
发表于 2007-6-30 12:54
好顶一下
jp55
发表于 2007-6-29 07:37
<p>很详细,学习了.</p>
xiewg
发表于 2007-6-29 07:51
<p>搬运任务完毕</p>[此帖子已经被作者于1183095849编辑过]
funder
发表于 2007-6-29 01:58
<p>到2005年，Surefire已经把所有的LUX I产品变成LUX III HD产品，包括L1，KL1，KL3以及搭配KL1的E1L，E2L，枪 灯X200。但是Surefire的LUX III产品仍然保守地使用低电流驱动，没有达到满功率运行。虽然新版KL1，KL3的透镜系统投射不错，但缺乏泛光，光斑也不好看，出于种种考虑，Surefire一直缺乏一款优秀的LUX III产品。LUX V方面，Surefire在05年推出了U2，和以前Surefire高端产品不同的是，全部产品为黑色HA III电镀。U2的尺寸和L5相仿，尾部带有Clicke开关，筒身配有夹子，最大的特点是在灯头前部配有一个塑料制的亮度调节环，内部带有磁控开关，可以在2流明至100流明之间做6档调光。<br /><br /><br />LUX III仍然是05年市场的主流。HDS，也就是ARC 4的设计者继承了ARC 4的基本结构，改用LUX III推出了新的智能电筒EDC42和EDC60，最大亮度42和60流明，和ARC 4一样带有多亮度档位，多功能，带过热保护，HDS后来甚至还推出了少量的EDC85。Blackhawk旗下的NightOps则推出了基于LUX III的战术电筒Gladius，同样具有多档位，多功能，并且首先把暴闪功能（最高亮度10Hz左右的闪烁，用于干扰敌方神经）引入电筒。Pelican推出了M6LED的LUX III版本2390，同时把电镀升级为HA III nat。<br /><br /><img alt="" src="http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/118345283538075.jpg" border="0" /><br />Fig.20 HDS EDC系列电筒，同样具有多种电池段<br /><img alt="" src="http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452568837679.jpg" border="0" /><br />Fig.21 多功能的Night Ops Gladius<br /><img alt="" src="http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/118345272066534.jpg" border="0" /><br />Fig.22 Pelican M6 LED 2390<br /><br />2005年电筒界的另外一场风暴则是中国品牌Fenix引爆的。原有的大功率LED产品多使用锂电或者多颗AA，AAA电池驱动，Fenix注意到了市场上单AA，大功率LED产品的空白；并且在电路效率，发光体效率已经获得了巨大的进步的情况下，推出实用化的1AA LUX I产品已经成为可能。在这种情况下，Fenix推出了L1系列单AA LUX I电筒，并很快改版完善，L1P使用一节廉价好找的AA（5号）电池，光通量25流明，远远超过了使用普通LED的Inova X1，Geber Infinity，Peak等同级别产品。优良的性能和可靠的质量使得Fenix一炮而红，并成功战胜了CPF上美国电筒迷乃至世界电筒迷对中国产品的偏见，为国产电筒赢得了巨大荣誉，并当选为当年最佳电筒。Fenix在推出新品的速度上也令人刮目相看，在L1系列之后又推出了L0系列，P1系列，L2系列等等。Fenix的成功鼓舞了很多国产厂家，越来越多的国产品牌开始在CPF上展露头角，比如Jetbeam，Lumapower等等。<br /><br /><img alt="" src="http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183453044768581.jpg" border="0" /><br />Fig.23 Fenix L1+，早期不锈钢材质<br /><img alt="" src="http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452644138715.jpg" border="0" /><br />Fig.24 Fenix L1P 2.5版，Fenix以后的外观风格都基于此<br /><br />2005年重新组建的ARC公司推出了新版的ARC AAA，外观上做了一些改动以回避和镁光的专利麻烦，新ARC采用了升级版的Nichia CS LED，光效更高，P版的亮度比原来提高了80％，筒身也保持了美国货高超的制造质量。尽管性能上获得了巨大的提升，ARC AAA却很难在继续其辉煌的地位，这主要的原因就是对手的升级。单以Fenix为例，就有E0，E1，L0多款单AAA电筒和ARC竞争，尽管Arc AAA做了不少改进，也在玩家中有很好的口碑，但其前景仍然不容乐观，产品线单一，产品成本高，价格高都使其在以后的竞争中，特别是和国产手电的竞争中凶多吉少。ARC的老板甚至还念念不忘新版的ARC LS，也就是ARC 5，但是在产品研发的过程中，Fenix的产品已经进行了数次升级换代，ARC 5是否能够推出还有很大疑问。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452516744263.jpg<br />Fig.25 ARC AAA新版，灯头形状改变（几乎每个人都觉得不如老版好看）<br /><br />2006年的上半年相对有些沉闷，各大厂商不断完善着各自的产品。Surefire推出了多用途，多光色的Kroma。Inova逐渐抛弃了TIROS透镜返回了反光碗老路，HDS推出了几款新产品但一直没有正式销售，Fenix仍然在欧美热卖，老顽固的Maglite也终于推出了2AA，3AA LED产品以及给2C－4D这些大家伙用的LED替换灯泡。这里面最能引起我注意的是一些非量产品，比好似电池囚笼的Gatlight，McLuxIII-PD，这些电筒都用料考究，做工上乘，造型独特，当然价格也居高不下。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/118345276765915.jpg<br />Fig.26 造型独特的Gatlight<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183454022583842.jpg<br />Fig.27 使用活塞开关的PD（钛版）<br /><br />而此时，革命性的突破正在到来……<br /><br />在PC领域，如果没有AMD的强有力竞争，恐怕我们现在还得忍受Intel旧型号CPU的低效率，竞争是产品进步的强大推动力。然而在手电用大功率LED领域，从1999 Lumileds推出大功率LED，或者从2001年Lumileds的大功率LED装上手电开售开始，数年来一直没有公司能和Lumileds在这个领域正面竞争。 Nichia的光效不断破纪录，但仅限于小功率；以大粉团为代表的国产（包括台湾产）大功率LED光效低下，核心面积还大，只能作为低质低价的代用品。Osram的LED很早就突破了500流明，但是光效不高，多核心，面积大电压高耗电多，只能在较大的改装品手电用用。于是多年来，大家都已经习惯了Lumileds的产品，一提到大功率LED手电，首先就会问，是Lumileds的吗？Lumileds其实也在不断改进自己的产品，比如K2在健壮性方面有了很大提高，LED的Bin也在缓慢的提升中，高Bin的LED越来越常见。这时手电厂商所做的事情，似乎只是完善设计，并且等待更好的Bin出来。然而到了2006年下半年，突然一个另大家倍感陌生的名字出现了，这就是Cree。Cree公司其实不是这么晚才出LED的，比如很早以前的CR2 ION就用了Cree的一款LED，不过这些产品并没有引起大家的什么注意。到了2006年的7月，Cree开始发售基于EZ1000核心的7090XR-E系列LED，一些玩家的初步测试证明了其所标称的惊人数据不虚，Lumileds的产品在一夜之间落后了。和Lumileds的K2提高产品健壮性不同的是，Cree在另外一个方面有了巨大进步，这就是发光效率。Lumileds Lux III，K2在350ma下典型光通量是40－50流明，而Cree则有80－90流明，也就是说Cree的光效差不多比Lumileds产品高了一倍。在1000ma下，Cree的光通量最高可以达到210流明，而Lumileds的Lux III，K2不过100流明左右。Lumiled的另外一款产品，Lux V，最大光通量虽然勉强可以和Cree对抗，但是能耗高一倍，核心面积大三倍，同样完败。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452619529147.jpg<br />Fig.28 Cree 7090XR-E<br /><br />Cree 7090XR-E的优良性能，使其一下子成为手电发光体的热选。但是Cree的LED并不和原有的Lumileds产品兼容，主要的原因是：1.Cree的发光体本身带有一个金属圈，发光角度较小，半功率辐射角只有75度，远远小于Lumileds的120度，这意味着光束向前集中较多，反光杯要足够深才能收集到足够多的光。2.Cree发光体的辐射点更深，这导致原有的为配合Lumileds设计的聚光装置直接装上Cree以后不合焦。这种不兼容意味着手电厂商必须重新设计聚光装置来配合Cree的LED。<br /><br />最早出现的Cree手电是一些非量产手电。美国的手电改装大师McGizmo原来设计过一款配合Cree UV LED的MCR19XR反光杯，焦距极短，配合7090XR-E也合焦，于是他很快推出了基于Aleph19的XR－E。虽然只是一款非量产产品，还是让很多爱好者通过这只手电认识了Cree的威力。和原来使用Lux V的Surefire L6相比，两者光通量差不多，但XR－E只用一节电池就能驱动，L6则需要三节。XR－E的反光碗只有17mm口径，聚光却不输L6的34mm光碗配合Lux V，泛光还更强，一时间，Lux V从昔日的香饽饽变成了明日黄花。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452489689984.jpg<br />Fig.29 A19 XR-E VS Surefire L6<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/118345340341242.jpg<br />Fig.30 McGizmo的钛PD XR（Cree）系列，后来的PD－S（SSC）系列外观类似。<br /><br />量产手电方面，反应最快的当数国厂Fenix，2006的最后几天，P1D的Cree版P1D CE推出，此后没几个月，Fenix就把自己的全线产品换成了Cree LED，完成了换代。全线换装Cree LED的Fenix光通量比前代产品提高一倍，很多产品还带有多档调光，暴闪等功能。性能先进，功能繁多，质量中上，价格适中的Fenix进一步扩大了自己的市场份额。国产其他的品牌比如Lumapower，Jetbeam之类，也随后把自己的原有产品升级成为Cree版。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452886896711.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183453138187607.jpg<br /><br />Fig.31 P1D CE<br /><br /><br />Surefire自然也不会坐视不理，在Shotshow 2007上SF展示了自己的Cree版手电，包括L5，E1L，E2L和L1。这几款手电最大的特点是使用了一种专门为Cree开发的20mm口径透镜，自从Inova放弃了TIROS透镜后，使用特殊透镜的厂商已经不多，Surefire的这种尝试非常难得。和以往的透镜比，SF的新型Cree透镜有效克服了缺乏泛光，光斑不圆，有明显色边等问题，进步很明显。但和优秀的反光碗产品相比，光斑的过渡，均匀性等还有一段路要走。从这几款手电的参数设定上，也体现出了Surefire作为一个大厂的一些保守和局限。比如E1L的功率设定只有0.5W左右，虽然电池寿命很长，亮度就不能让人满意（30流明）。 在上架时间上也是如此，虽然在07年初已经发布，真正的产品却迟迟不能开卖。直到7月才少量上架，而作为Surefire Cree手电的最强者L5却在6月被宣布暂不发布。这大概是因为Surefire作为一个主要面向政府采购的大厂，对新技术应用的要求并不那么迫切，而且出于产品的兼容性，生产成本考虑，不愿意轻易换代。另外一个原因可能是因为Surefire对于LED发展的估计，2007年目录上的Surefire LED电筒同时使用Cree，SSC，Lumileds三个厂家的LED，这显然只是一个权宜之计。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183453280668138.jpg<br />Fig.32 Cree版的Surefire新L1<br /></p>[此帖子已经被作者于1183454894编辑过]
funder
发表于 2007-6-29 02:03
<p>Surefire Cree手电推出的缓慢和性能设定的保守给了别的厂商一些机会，比如市场上现在就有很多专门为6P,C2,Z2,M2,G2,G2Z(它们的灯头通用）开发的Cree灯头，价格合理，性能也不错，往往还带有多档调光，频闪，记忆等功能。带有类似功能的，结构类似6P的国产Cree电筒也大量出现。<br /><br />Pelican在大功率LED电筒的产品不多，但设计都颇有特点。2007年初LAPD（洛衫机警察局）打算采购10000只小型LED电筒取代原有的大型金属电筒（比如4D Maglite），这样可以避免警察滥用电筒作为钝器攻击平民的事件发生。以此为契机，Pelican开发了7060LAPD，使用一节18650可充电电池，Cree配合深度很大的光面反光碗，使得这款手电具有很强的投射力（一米照度超过10000lux)，足以在夜间让嫌犯头晕眼花一阵。由于体积比别的小型LED手电大不少，它使用了较为方便的侧面开关（尾部也有开关）。在完成了LAPD的订单以后，这款手电也开始向民间发售。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452772351821.jpg<br />Fig.33 Pelican的LAPD 7060<br /><br />Cree的LED本身也有一些局限，比如它的封装结构导致发光角度小，用反光碗必须足够深才能收集到足够光线（这也是SF为其开发透镜的原因之一）。焦点位置和Lumileds的不一致，所以很多原来使用Lumileds LED的手电无法更换升级。另外，由于一次透镜外面有个金属圈，会在泛光中形成一些圈圈，有点碍眼。还有用户抱怨那个透镜非常容易脱落，哪怕擦拭稍微用力都会造成脱落损坏。这些都给Cree LED的应用带来一些麻烦。<br /><br />另外一家公司，相对较新的韩国首尔半导体（SSC）也推出了自己的高光效LED Z Power P4系列。这个系列的LED的核心其实还是Cree的EZ1000，不过使用了不同的荧光粉技术，外观封装也不同。SSC宣称P4白光系列LED在350ma下有100流明的典型光通量（U Bin），在1A下则最高可以达到240流明。由于封装结构的不同，SSC P4的半功率发光角度达到125度，和Lumileds HD封装的产品非常类似，两者的焦点位置也非常接近，以至于原有配合Lumileds的反光碗不用改装或者稍加改装就可以配合SSC P4使用，这给很多原有的Lumileds LED电筒用户升级带来了很大便利，也给手电厂商的应用带来不少方便。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452781794573.jpg<br />Fig.34 SSC P4 LED<br /><br />同样，McGizmo很快基于SSC推出了基于原来27L，和PD，更换Lux III为SSC P4的27L－S和PD－S。相对于用深径比很大的MCR19XR配合Cree，PD－S的泛光范围更大，中心照度也不输，更加实用一些，使用MCR27－S的27L－S和S27－PD则具有更好的投射力。<br /><br />2007 Surefire目录里面，最独特的一款莫过于Titan，它和以往的Surefire手电可以说是截然不同，一改强悍的战术风格，而融入了更多的精致的东方元素。它是Surefire第一款使用CR2电池的手电，体积娇小。正如其名称，Titan的外壳由钛合金制成，使用反光碗＋SSC LED，最高输出80流明，可以近乎无级（1000级）调光。首批Titan生产1000支，以后的将改为价格比较平民化的铝合金版本，据说这1000支配额已经被订空。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452763331830.jpg<br />Fig.35 Surefire Titan<br /><br />相对于Cree，量产手电使用SSC的相对较少，这里面最值得一提的是Novatac的EDC系列。 EDC系列本属于HDS，2006年，Novatac和HDS进行了整合，EDC系列也被纳入了Novatac门下，基于以前的HDS EDC 60，85，Novatac推出使用SSC＋20mm轻橘皮反光碗的EDC 85，EDC120两个系列。每个系列又分为标准，T（战术），P（可编程型），这样一共就有6种产品。EDC85 ，120分别代表其最大光通量为85，120流明。标准，T，P的区别则主要是软件，比如标准型默认的第一档亮度是10流明，而T型为最大亮度，P型可以自己编辑获得，此外标准型和T型的尾按钮突出而P型是平的，关于它们的具体的区别可以在官方主页查询。这里再八卦一下，据说最近HDS和Novatac又有了法律纠纷，最直接的后果是CPF上的HDS版被取消了，现在对民间市场发售的Novatac的EDC 85，120处于预订状态，预期发货时间是7月底，不知道他们的纠纷会不会影响到产品的出货。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452789174404.jpg<br />Fig.36 Novatac EDC系列，值得期待的智能电筒<br /><br />至于说到SSC的缺点，从一些使用的个例来看，SSC的荧光粉稳定性相对欠佳，有时候在电流较大，散热不好时会出现变色，衰减快等现象。SSC的产能相对Cree，Lumileds较低，这些都是量产手电较少采用SSC的原因。另外，使用同样口径的反光碗时，SSC的光斑会比Cree和Lux III大一些，不大利于远射，SSC一次透镜为较软较粘，沾上灰尘不易清理（个人经验是用棉签蘸水后轻轻擦拭）。<br /><br />高光效大功率LED，Cree仅仅是个开始。Lumileds当然不会坐视不理，显然，Lumileds也找到了提高光效的方法，在结合了K2核心健壮性的优势以后，这样的产品更具有竞争力。2007年1月23日，Philips Lumileds宣布其基于K2的大功率白光LED，也就是新K2，光效首次突破100lm/W大关：在350 mA下, 光效 115lm/W（光通量为136lm）、相关色温(CCT) 4685K；新K2不仅提高了光效，健壮性也进一步增强，可以耐受2000mA的电流，此时光通量达502 lm，光效为61 lm/W。不过，Lumileds对新K2的发布，更多是处于宣传考虑，新K2真正量产发货，恐怕要到2007年底。尽管如此，这还是一款非常值得期待的产品，新K2的应用，使得量产手持单LED手电有可能达到250流明以上的光通量。<br /><br />在发布新K2两个月后，Lumileds又发布了名为Rebel的新产品，这款产品除了同样具有高光效（但是比新K2略低），还大大减小的一次光学的透镜体积和整个封装体积（核心面积不变），大小只有以往大功率LED的四分之一左右。按照Lumileds的说法，这样小的透镜使得LED更加接近点光源，另外一个显而易见的优势是，这么小的封装体积非常适合在袖珍型号的手电上应用，反光碗也可以更加充分地利用反射面积。Rebel的发布虽然晚一些，但是出货时间更早，现在已经可以在零售市场买到，大概在7月，Fenix和Ultrafire的Rebel LED手电就会全面上市了。<br /><br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452797895085.jpg</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/118345403457355.jpg<br />Fig.37 Lumileds Rebel以及和其他LED体形比较<br /><br /><br />Cree的LED是否会进一步升级呢？回答大概是肯定的，现在已经有经销商预售在产品目录里面还没有标出的Q4 Bin甚至Q5 Bin 7090XE－E，350ma下光通量分别是100.4-107 lm和107－113.6 lm，可以预见，Cree和Lumileds的竞争将会十分精彩，类似过去数年Lumileds一家独大的局面是一去不复返了。<br /><br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1183452811788620.jpg<br /><br />Fig.38 Cree光效升级时间表<br /><br />得益于LED技术的进步，在短短的几年间LED手电有了巨大的进步：第一代1W LED只有不到15流明的光通量，现在最亮的量产单LED手电在3－4W功率下可以达到150流明左右。LED手电的种类，花样也更加丰富，多档调光，频闪，编程这些功能都出现在手电上，大量国产厂商的介入也使得我们有了很多廉价的选择（虽然质量和可靠性不是太令人满意）。在未来的几年里，Lumileds，Cree甚至Osram还会有什么新进展？手电的结构，功能，人机界面还会有什么突破？大家一起拭目以待吧。<br /></p><p>7.28-07更新：</p><p>E1L，E2L，L1三只Cree的Surefire手电开卖了，和前几个月看到的原型机比，最大的区别是透镜前部加了一个雾状透镜，作用类似反光碗的橘皮纹理，可以使得光斑更加均匀平滑，从评测来看输出令人满意。驱动电流不是很高，但寿命，输出比较平衡，新的透镜光斑很类似反光碗。此外，Surefire开公布了G2L，6PL两款使用SSC LED的手电，其实就是原有的G2和6P加上了LED的兼容灯头，和现在市面上常见的Lux III或者Cree的6P兼容灯头原理类似。</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185602096452804.jpg<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185600986208017.jpg</p><p>Fig.39 L1 Cree版灯头透镜特写以及和老款的对比</p><p>Peter终于解决了ARC LS new电路方面的一点小Bug，进入生产阶段,照片公布。ARC LS new（ARC 5）的机械外观部分由电筒改造大师McGizmo负责，Peter本人主要负责电路部分。从公布的照片看，外观非常类似McGizmo的PD，活塞结构开关，两个档位。但是这两个档位似乎是可以编程设定的，LED方面可能使用SSC和K2。ARC LS new的头部为钛合金制造，从初步的消息来看价格恐怕不便宜，可能会大大超过Novatac。</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185600870889518.jpg<br />Fig.40 ARC LS new带有夹子的版本（原型机)<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185600889312775.jpg<br />Fig.41 ARC LS new不带夹子的版本（原型机）<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185600947186393.jpg<br />Fig.42 和几个亲戚的比较</p><p>Rebel的手电终于面世了，其实最早上市的是MTE品牌的，但没有引起什么反向。Fenix在美国的经销商首先推出了采用0100 Rebel的P3D限量版，0100Rebel是现在Rebel中光效最好的，350ma下光通量最低100流明。开放几个小时以后几十只已经被预定一空，P3D Rebel还有使用0080的普通版本，价格和原有的P3D持平。另外，ultrafire也推出了使用rebel LED的手电。</p><p>http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185602237562713.jpg<br />http://www.shoudian.org/uploadfile/forum/2007-07/1185602265915985.jpg</p><p>Fig.43 P3D Rebel Premium 100</p><p><br /><br />（第一部分完）<br /> </p><p></p><p></p><p>原贴地址：</p><p><a href="http://forum.xitek.com/showthread.php?threadid=451329">http://forum.xitek.com/showthread.php?threadid=451329</a></p><p></p><p></p>[此帖子已经被作者于1185602483编辑过]
xiewg
发表于 2007-6-29 07:53
<p>搬运任务完毕</p>[此帖子已经被作者于1183095921编辑过]
xiewg
发表于 2007-6-29 07:53
粮票用完。。。还差一张图
zjw_miyi
发表于 2007-6-29 08:05
<p>F版的强帖厚着脸皮留个名!</p><p>先收藏再说!</p><p>差哪一张啊?我来接个力!</p><br /><br />[此帖子已经被作者于1183076068编辑过]
yueyangx
发表于 2007-6-29 08:09
有潜力的帖子，混进第一页
LEDLASER
发表于 2007-6-29 08:52
<div class="quote"><b>以下是引用<i>funder</i>在2007-06-29 01:58:41的发言：</b><br /> <br />高光效大功率LED，Cree仅仅是个开始。Lumileds当然不会坐视不理，显然，Lumileds也找到了提高光效的方法，在结合了K2核心健壮性的优势以后，这样的产品更具有竞争力。2007年1月23日，Philips Lumileds宣布其基于K2的大功率白光LED，也就是新K2，光效首次突破100lm/W大关：在350 mA下, 光效 115lm/W（光通量为136lm）、相关色温(CCT) 4685K；新K2不仅提高了光效，健壮性也进一步增强，可以耐受2000mA的电流，此时光通量达502 lm，光效为61 lm/W。<br /><br /></div><p> </p><p>因为502Lumileds，永别了10W的HID</p>
longliu
发表于 2007-6-29 09:23
强贴，获益匪浅！
mioa
发表于 2007-6-29 10:06
<p>授精！</p>
新力
发表于 2007-6-29 10:24
hayas
发表于 2007-6-29 10:25
<p>潜力贴，争取在第一页留名</p>
信步蓝桥
发表于 2007-6-29 10:25
xmt
发表于 2007-6-29 11:38
<p>超强贴！不留名对不起楼主也对不起自己哈</p>
funder
发表于 2007-6-29 11:50
<p>多谢大家支持，由于是业余施工，进步比较慢，大家见谅。我会尽量先完成原贴的配图（因为那边没有粮票限制，速度也比较稳定），心急的可以去那边看看。</p><p>另外多谢帮忙贴图的朋友！</p><p>顺便贴图几张：</p><p></p><p><br /></p><p></p><br /><br /><br /><br />[此帖子已经被作者于1183097149编辑过]
ggyy0319
发表于 2007-6-29 11:52
风轻云淡
发表于 2007-6-29 12:10
<p>非常好，支持下。</p><p>可以让我们这些老鸟和那些新手再多多了解，建议斑竹加精</p>