光杯不同深径比的反射比例

fong锋雲yun

[1]  球冠面积计算图

file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-24571.png

对应计算公式：

光杯深度=R-H

光杯直径=2r

光杯深径比=(R-H)/2r

反射光比例=(S总-S冠)/S总

[2]   LED在不同深径比下的反射比例(理想模型)

理想模型：LED相当于在一定的圆锥角度内均匀发光的点光源

计算公式：反射光比例=(S总-S冠)/S总

不同发光角度的点光源在不同深径比的反射比例

深径比(R-H)/2r	θ	1-sinθ	180°发光角反射比例	160°发光角反射比例	140°发光角反射比例	120°发光角反射比例
0.1	11.31°	0.804	0.196	0.027	----	----
0.2	21.80°	0.629	0.371	0.238	0.044	----
0.3	30.96°	0.486	0.514	0.412	0.261	0.028
0.4	38.66°	0.375	0.625	0.546	0.430	0.250
0.5	45.00°	0.293	0.707	0.645	0.555	0.414
0.6	50.19°	0.232	0.768	0.719	0.647	0.536
0.7	54.46°	0.186	0.814	0.775	0.717	0.628
0.8	57.99°	0.152	0.848	0.816	0.769	0.696
0.9	60.95°	0.126	0.874	0.847	0.809	0.748
1.0	63.43°	0.106	0.894	0.872	0.839	0.788
1.1	65.56°	0.090	0.910	0.891	0.863	0.820
1.2	67.38°	0.077	0.923	0.907	0.883	0.846
1.3	68.96°	0.067	0.933	0.919	0.898	0.866
1.4	70.35°	0.058	0.942	0.930	0.912	0.884
1.5	71.57°	0.051	0.949	0.938	0.922	0.898
1.6	72.65°	0.045	0.955	0.946	0.932	0.910
1.7	73.61°	0.040	0.960	0.952	0.939	0.920
1.8	74.48°	0.036	0.964	0.956	0.945	0.928
1.9	75.26°	0.033	0.967	0.960	0.950	0.934
2.0	75.96°	0.030	0.970	0.964	0.954	0.940

(本人画图太渣,借用论坛太虚神瑛的图片来说明)






[2]  实际反射比例

LED实际上是一发光面，射出的光越接近中央（球冠顶部）越强，越靠近球冠的边缘光越弱。

不同发光角度的LED在不同深径比下的实际反射比例

深径比	160°发光角反射比例	140°发光角反射比例	120°发光角反射比例
0.1	0.016	----	----
0.2	0.157	0.030	----
0.3	0.292	0.185	0.021
0.4	0.398	0.314	0.182
0.5	0.483	0.416	0.310
0.6	0.553	0.498	0.412
0.7	0.612	0.566	0.496
0.8	0.661	0.622	0.563
0.9	0.703	0.671	0.620
1.0	0.741	0.713	0.669
1.1	0.775	0.751	0.713
1.2	0.804	0.783	0.741
1.3	0.828	0.806	0.764
1.4	0.854	0.829	0.789
1.5	0.875	0.850	0.814
1.6	0.892	0.869	0.837
1.7	0.904	0.882	0.859
1.8	0.914	0.893	0.872
1.9	0.922	0.902	0.887
2.0	0.928	0.910	0.901

[3]  要远射,要聚光,要中心光斑亮,必须要有足够多的光被光杯反射汇聚.
      远射杯的反射比例在0.8以上最好,

     160度发光角的LED深径比在0.7-0.9之间勉强可以,在0.9-1.2之间较为理想,在1.2以上较为优秀,超过1.6则没有必要.低于0.6以则下不行.

     140度发光角的LED深径比在0.8-1.0之间勉强可以,在1.0-1.3之间较为理想,在1.3以上较为优秀,超过1.7则没有必要.低于0.7以则下不行.

     120度发光角的LED深径比在0.9-1.1之间勉强可以,在1.1-1.5之间较为理想,在1.5以上较为优秀,超过1.9则没有必要.低于0.8以则下不行.

[4]  灯泡和HID在不同深径比下的反射比例：

理想模型：灯泡和HID相当于向各个方向均匀发光的点光源

反射比例=(S球-S冠)/S球

深径比	θ	1-sinθ	点光源反射比例
0.1	11.31°	0.804	0.598
0.2	21.80°	0.629	0.686
0.3	30.96°	0.486	0.757
0.4	38.66°	0.375	0.813
0.5	45.00°	0.293	0.854
0.6	50.19°	0.232	0.884
0.7	54.46°	0.186	0.907
0.8	57.99°	0.152	0.924
0.9	60.95°	0.126	0.937
1.0	63.43°	0.106	0.947
1.1	65.56°	0.090	0.955
1.2	67.38°	0.077	0.962

由于灯泡和HID的发光点不像LED那样位于灯杯底部而是在比底部高的位置，所以这个深径比的深是灯丝（发光点）到光杯出口平面的距离，比光杯的实际深度小。

   灯泡和HID的发光与LED不同,不需要大的深径比,0.4的深径比就和140度发光角LED的1.3深径比的反射比例相当.所以用灯泡和HID的探照灯口径比较大但是不深.用灯泡和HID的手电光杯深径比不大也远射效果好.

[5]  

      要远射,要聚光,要中心光斑亮,必须要有足够的深径比(主要与发光角度有关),深径比越大远射越好,但超过一定的深径比增加的效果也微乎其微,也没有必要.

      要远射,要聚光,要中心光斑亮,还必须要光杯有足够大的口径(多大的口径合适主要与LED的发光面积有关),口径越大远射越好,但超过一定的口径增加的效果也微乎其微,也没有必要.

      要远射,要聚光,要中心光斑亮,还必须要有完美的曲线,也就是光杯的反射抛物面要与光源相匹配(什么样的抛物面与光源的形状面积角度有关)

     作为手电,体积不可能很大,好的LED远射光杯,是反射抛物面,口径,深径比三者与发光体的完美匹配.

[6]   

    举两个极端的例子:用R5做光源,口径100cm深径比0.3的与口径10cm深径比1.5的哪个远射好?口径2cm深径比2.0的与口径20cm深径比0.5的哪个远射好?

[表1和表3按理想模型计算,数据准确. 表2由于没有LED的发光分布数据,计算结果有一定的误差]

闲聊

技术贴。对厂家和DIY有用我们就当学习啦

whseen

闲聊 发表于 2013-9-7 01:35

                               
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技术贴。对厂家和DIY有用我们就当学习啦

前面再加个小的凸透镜还能继续聚光。

懿涤懒潴

好复杂甘

Bourne

学习学习 略复杂 慢慢消化

qqtang

好文章！收藏一下

客气客气

好文章顶一下，LED出光角PDF里面有。

liouyuanjjb

下次发帖别用这么大的字体，手机屏幕看不清啊，字体一个压一个的

wys111

不错的帖子！学习了！

yytei

技术专家，好贴！支持！

yls123

不错帖子，学习一下。

desinr

不错 支持了

aowu

学习了

wusiming001

科普贴留名

funder

计算很用心，可惜基础是错的，所以后面也都是错的。
没有拿LED的光强分布曲线来算，别的都是白搭。

hulaoxia

好资料，学习了。

ramboo7

这个计算是错误的。
把LED当成点光源，而且中心光柱实际中不是平行光。
这种计算最后几乎可以推断出一个逆口径定律，但现实中超深超小的杯射出来大部分成了范光

406898008

有一定道理，不过 反射光比例大并不意味着远射，理论上（不算各种损耗）只要光通大于0就可以有正无穷的光强....
所以呢，不如直接用LED最大光强*有效反射面积*光杯反射率*镜片透光率来算来的简单.........
深径比决定着同口径下的有效反射面积，所以和远射有一定的联系..

funder

LED的不同方向发光强度不一样，所以要用积分来求，近似可以把LED看做郎伯体，这和主流发光体吻合还是比较好的。

dfjiantao

太专业 慢慢学