【计算完成】CREE的发光角度与光通量的计算

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 12:43

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最近对光杯/透镜特别感兴趣，（开个新贴，讨论一下光杯的抛物线
http://www.shoudian.org/viewthread.php?tid=63500&page=1&extra=）
于是特意挖坟，把老的帖子再翻出来看一看
http://www.shoudian.org/viewthread.php?tid=36922
以下是阿发的原话
下图就是CREE的十字坐标，只要沿着0度纵轴线旋转一周，对应的角度的光强×“旋转所围成的面积”就是各自对应的总光通量，可以从体积上面直观体现出来，这时候就算是面积最大的大角度泛光部分也不会占有多少体积的总光通量了。（横坐标是角度，纵坐标是光强，旋转所围成的面积就是各自角度光线的各自的总面积，体积就是总光通量的分布）

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[ 本帖最后由 laomao0000 于 2008-11-5 13:41 编辑 ]

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 12:43

先分析原图，横坐标是角度，单位度
纵坐标是intensity（%）
英语不太好，于是查了一下，应该是亮度的意思
intensity

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n.[U]
1. (思想、感情、活动等的)强烈;极度
The poem showed great intensity of feeling.
这首诗表现出强烈的感情。
2. (电、热、光、声等的)强度,烈度
the intensity of the light
光的强度
3. 色饱和度
于是乎，心里有底了，先从图中读出数据，在分段计算即可

[ 本帖最后由 laomao0000 于 2008-11-5 12:53 编辑 ]

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 12:43

用EXCEL计算如下
cree亮度计算-几何.jpg

[ 本帖最后由 laomao0000 于 2008-11-5 13:26 编辑 ]

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 12:44

结论来了（注意，透镜对LED核心的张角的一半才是上图中的θ）
如果透镜对LED核心的张角为20度，则有4.69%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为40度，则有17.86%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为60度，则有37.07%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为80度，则有58.53%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为100度，则有77.42%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为120度，则有88.36%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为140度，则有93.20%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为160度，则有96.81%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
如果透镜对LED核心的张角为180度，则有100%的光线被透镜收集到，其余在电筒内部（被吸收？）
以上计算存在误差，但不超过5%

[ 本帖最后由 laomao0000 于 2008-11-5 14:06 编辑 ]

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 12:45

如果是用光杯，则原来经过透镜的光线变成了泛光
原来在电筒内部被吸收的光线变成了远射光柱，
精简列表如下，白色部分数值为线性插值得到，误差不大
cree亮度计算图1.jpg

[ 本帖最后由 laomao0000 于 2008-11-5 14:04 编辑 ]

ysh22262226 · 发表于 2008-11-5 12:45

抢地板(:51:) (:51:) (:51:)

扎西德勒 · 发表于 2008-11-5 14:10

收录下.

xiewg · 发表于 2008-11-5 15:11

嗯，非常直观的数据。。。。

完全可以比较透镜和光杯的效率了

胖猴 · 发表于 2008-11-5 15:36

不错，很用心。

laomao0000 · 发表于 2008-11-5 15:43

原帖由 xiewg 于 2008-11-5 15:11 发表

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嗯，非常直观的数据。。。。

完全可以比较透镜和光杯的效率了

更直观的来了

平流层 · 发表于 2008-11-5 20:23

透镜设计好的话可以考虑去掉铁环,直接压在核心透镜上.

POWER_RDX · 发表于 2008-11-5 20:30

果然是透镜效率更高

828224 · 发表于 2008-11-5 20:35

学习了，长见识了
感谢楼主

小水 · 发表于 2008-11-5 21:01

不错不错。

avaur · 发表于 2008-11-5 22:42

这个帖子强，收藏了，呵呵，LZ辛苦了，帮顶下

发条狐狸 · 发表于 2008-11-5 22:48

好贴
记号下

发烧友 · 发表于 2008-11-6 00:19

嘿嘿！想不到还有人挖了我的帖子啊！

其实那个光通量的数学计算模型是有一个小小的误差偏量，但是不多，我在这里就不再细说了！

难道透镜的机会又到了？近来又有死灰复燃的迹象了，嘿嘿！

楼主，你的光通量收集效率没有考虑两个东西：
1：就是光杯的开口率问题，同样的发光角的LED，同样的光杯深度，但是光杯开口率不同，光收集效率也不同；
2：透镜也一样有个效率参数，就是同样的发光角的LED，同样焦距的透镜，但是透镜的直径大小，也导致光收集效率也不同。

所以以上的光收集数学计算模型，应该是二元方程，而不是简单的一元方程（这点在角度在0-50和130-180度附近有极大的误差）。

还有，楼主的那个图好像有问题啊，应该是0角度的发光LED时候，透镜才是100%的效率，怎么楼主是0%？而光杯应该在0角度的时候效率为0，而楼主的为95%？

最后说的是：楼主是有心人，让大家更好的了解了光杯与透镜的各自的属性。我是没能力把那个二元方程表达出来了，希望楼主再接再厉，突破这个堡垒！
哈！！！！！！！

[ 本帖最后由发烧友于 2008-11-6 00:58 编辑 ]

funder · 发表于 2008-11-6 01:00

用首贴图以0度轴旋转得到的形体体积来计算光通量比例严格来讲不准确，如果要这么干，至少要把水平轴的角度刻度进行非线性拉伸才可以。
透镜的焦距和口径比是有物理限制的，摄影镜头里面，相对口径最大的产品，见过0.7的，也就是说可以等效成一个口径1，焦距0.7的薄透镜。
还是前面帖子说过的，远射不要光盯着能把百分之多少光射出去，这个问题用倒置反光碗，混合透镜之类的已经可以解决比较好；真正难以解决的是有限的口径下，一定大小发光体发散角更小。比如说用透镜，同样大小的透镜如果焦距更短，虽然收集到了更多的光，但相应的光斑也会变得更大。

laomao0000 · 发表于 2008-11-6 06:43

原帖由 发烧友 于 2008-11-6 00:19 发表

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楼主，你的光通量收集效率没有考虑两个东西：
1：就是光杯的开口率问题，同样的发光角的LED，同样的光杯深度，但是光杯开口率不同，光收集效率也不同；
2：透镜也一样有个效率参数，就是同样的发光角的LED，同样焦距的透镜，但是透镜的直径大小，也导致光收集效率也不同。

我的计算就是基于光杯/透镜的开口角度的，与你说的开口率类似的意思
至于开口角度的计算，见我另外一个帖子

spdif · 发表于 2008-11-6 07:18

虽然楼主的出发点是好的,但关于总光通量和角度关系的计算是错误的!错误到毫无参考价值!

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