Toud谈造型效率2，反光杯底部效率（42楼增加一些内容）

toud · 发表于 2009-6-29 22:34

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本帖最后由 toud 于 2009-8-28 02:08 编辑

我主要想谈的问题是反光杯底部的设计，主要针对白炽灯和HID等全角度发光光源的电筒。目前无论是TB上卖的电筒和反光杯，还是我们论坛的发烧产品，都能看到这种设计非常不科学的反光杯，就是反光杯焦点太靠近光杯底部，而且底部开口很大，造成的光通浪费令人惋惜，也降低了整体电筒的品味。而且有些产品卖到国外，丢了我们中国人的脸，让外国人认为我们只会制造，不会创造。

首先说，一个发光灯泡周围的光照强度应该是与距灯丝的距离的二次方成反比的，所以距离灯丝较近的光杯底部受到的光照强度可以是光杯边缘的十几倍至几十倍，再加上光杯前部边缘受到的光照是侧着的，入射角较大，，而光杯底部的入射角较小，各自乘以入射角的余弦之后，更加大了二者之间的差距。由此大家可以知道，光杯底部每一单位面积所反射的光，要顶得上距灯丝较远的光杯边缘的几十单位面积所反射的光。所以光杯底部绝对不能放弃，灯泡进口越小越好，以减少光的损失。同时反射的光辐射多了，也能降低电筒的工作温度。

也许有人会想，光杯底部反射面距灯丝太近，如果将这部分光利用，会使中心光斑变大。是的，所以将焦点设计的靠前一些，尽量使光杯上各个点距灯丝距离趋于相等（只是趋于），能够获得较小的光斑，同时可以减少底部开口光损。而光杯上各点距灯丝距离差距较大的光杯，就会形成中间一个亮点，外圈一大片的中心光斑，这样的聚光效果并不好。

toud · 发表于 2009-6-29 22:43

把光杯底部好好设计一下就能让电筒多个几十流明，何乐而不为？

poplink · 发表于 2009-6-29 23:07

不错，欣赏！

ak47fans · 发表于 2009-6-29 23:40

而且底部开口很大，造成的光通浪费令人惋惜，也降低了整体电筒的品味。而且有些产品卖到国外，丢了我们中国人的脸，让外国人认为我们只会制造，不会创造。

LZ言重了，我买的光平价光杯没有这问题.

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laomao0000 · 发表于 2009-6-30 09:35

都能看到这种设计非常不科学的反光杯，就是反光杯焦点太靠近光杯底部，而且底部开口很大，造成的光通浪费令人惋惜
toud 发表于 2009-6-29 22:34

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焦点位置是由光杯口径和光杯深度决定的，不能随意移动位置
底部开口太大主要是出现在部分大功率的白炽灯上，由于灯泡实在太热，光杯靠太近了可能会过热导致反光层破坏

xiewg · 发表于 2009-6-30 09:42

不玩灯泡的飘过

ak47fans · 发表于 2009-6-30 14:00

焦点位置是由光杯口径和光杯深度决定的，不能随意移动位置
底部开口太大主要是出现在部分大功率的白炽灯上，由于灯泡实在太热，光杯靠太近了可能会过热导致反光层破坏 ...
laomao0000 发表于 2009-6-30 09:35

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高档货当然可以有专用的灯泡,随意决定位置.
平价筒只请能用米泡;了，灯丝的位置可不是厂家决定的.

toud · 发表于 2009-6-30 16:38

本帖最后由 toud 于 2009-6-30 18:07 编辑

LZ言重了，我买的光平价光杯没有这问题.

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ak47fans 发表于 2009-6-29 23:40

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这个图上的好。这是WF-500的光杯吗?我在帖子里说了两个问题，一是底部开口太大，二是焦点设计的太低，这个开口相对于灯泡来说确实不大，但由于焦点设计较低，实际光损不小。我有WF-500的光杯和26.5mm的光杯，26.5mm的光杯尤其明显，后边开口不大，可是漏光很多。愿意的话大家可以量一量具体数据，用部分球面面积算一下光损。
是否影响中国人的形象，大家看看美国3大汽车公司的命运就知道了。在崇尚节能环保的今天，节能的日本车和精致的欧洲车畅销世界，不能说明问题吗？光杯的底部损失明眼人一看就知道，当有人把我们的光损大的电筒和人家的放在一起的时候，中国人的颜面何在？为什么人家注意到的问题我们没有注意到？以surefire为例，那细细的灯泡，小小的光杯底部开口，无不体现着对效率的追求。是我们笨做不出吗？我想从“世界工厂”的名声看不是的，只是缺少了一些效率意识。

lumsxj · 发表于 2009-6-30 16:44

lz的应用题好象没做完呀,灯杯底部所受光强可以是灯杯边沿的几十倍,但所成光斑的直径也是边沿的几十倍(这还是光斑吗?).还有.......!?不发烧就不要去评价发烧品.若用自己的一知半解去"品味.惋惜".那只能"丢......"了.但愿这帖子别卖到国外去.

toud · 发表于 2009-6-30 17:40

本帖最后由 toud 于 2009-6-30 18:08 编辑

LS没看我的第三段话啊。我不是说要把焦点设计的靠前一些嘛？这样就解决了光斑变大的问题。当然几十倍的光强差别就变小了。
其实光杯边缘部分的反射面反射的光斑是很小的，你“发烧”所得到的光斑本来就是很大的，因为还是有很多光是通过距光杯较近的反射面反射出去的。（换句话说，底部孔做小了，光斑也并不会大太多，因为发散角大的光线不只是后补的这些反光形成的，原来也有很多发散角大的光线。）你要真发烧，应该这么玩。用纸把中间挡住，只要光柱中发散角最小的部分，这才显出你“烧”嘛。{:1_217:}

toud · 发表于 2009-6-30 18:00

本帖最后由 toud 于 2009-6-30 18:05 编辑

焦点位置是由光杯口径和光杯深度决定的，不能随意移动位置
底部开口太大主要是出现在部分大功率的白炽灯上，由于灯泡实在太热，光杯靠太近了可能会过热导致反光层破坏 ...
laomao0000 发表于 2009-6-30 09:35

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确实是，所以有些光杯好，有些光杯差。
你说的第二条不太同意，难道让灯泡直接烤灯座或电筒内部就好？电筒里面会变得很热哦。对于灯泡或HId来说，口径一定的话，还是较为敞口的反光杯效果好吧，也能使【灯泡距离反射面的最小距离】变大一些，解决你说的反射层破坏问题。

toud · 发表于 2009-6-30 18:05

laomao0000 兄是会用软件的，但愿您能设计个软件，找出光斑大小与中心光斑光通比例平衡最好的那段抛物线。

toud · 发表于 2009-6-30 18:26

本帖最后由 toud 于 2009-6-30 18:36 编辑

lz的应用题好象没做完呀,灯杯底部所受光强可以是灯杯边沿的几十倍,但所成光斑的直径也是边沿的几十倍(这还是光斑吗?).还有.......!?不发烧就不要去评价发烧品.若用自己的一知半解去"品味.惋惜".那只能"丢......"了. ...
lumsxj 发表于 2009-6-30 16:44

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以L1200为例。虽然A，B区都不如C区所反射的光的发散角小。目前你已经接受了B区的光斑大小，为什么就不接受与之相近的A曲呢？，你要真发烧，只在乎光斑大小，就只要光杯边缘吧（C曲），要不去玩激光吧，灯泡或HID不适合你。

ak47fans · 发表于 2009-6-30 20:53

这个图上的好。这是WF-500的光杯吗?我在帖子里说了两个问题，一是底部开口太大，二是焦点设计的太低，这个开口相对于灯泡来说确实不大，但由于焦点设计较低，实际光损不小。我有WF-500的光杯和26.5mm的光杯，26.5mm ...
toud 发表于 2009-6-30 16:38

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这不是WF-500的光杯,是一个改装用的53mm光杯.
我想再说一次"灯泡的灯丝位置",决定了光杯的焦点位置.如果现2元的米泡的灯丝位置是离灯座30mm，那么我可以保证我们的焦点是30mm在处.

toud · 发表于 2009-6-30 21:18

我觉得如果有需要，可以用比较细的底座把灯泡举高，中州那里不就有一种很细的G4陶瓷底座吗？把它伸进光杯有何不可？

ak47fans · 发表于 2009-6-30 22:47

怎样固定呢?
你所列出的筒也是只把灯泡伸进光杯内，不是灯座!

laomao0000 · 发表于 2009-7-1 19:41

LS没看我的第三段话啊。我不是说要把焦点设计的靠前一些嘛？这样就解决了光斑变大的问题。当然几十倍的光强差别就变小了。
其实光杯边缘部分的反射面反射的光斑是很小的，你“发烧”所得到的光斑本来就是很大的，因 ...
toud 发表于 2009-6-30 17:40

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怎样固定呢?
你所列出的筒也是只把灯泡伸进光杯内，不是灯座!
ak47fans 发表于 2009-6-30 22:47

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焦点位置要是前移远离光杯底部的话，同样口径下光杯必然变浅（这是由抛物线焦点公式决定的）
结果是光束质量提高，但是数量降低，未必是好方案
可能白炽灯影响稍小，led可万万不能
稍候上图

toud · 发表于 2009-7-1 20:11

等图。你说的我完全同意。所以我一开始就说针对的是灯泡和HID。我的第一个大功率LED筒是两年前的WF-500L，用的还是CREE，本来发光角度就小，50mm的有效口径远射还不如26.5的光杯，就是因为光杯太浅，中心光柱光通比例不足。
不过即使对于LED来说，同口径光杯太深也会降低远射性能。对于这句话，我想funder兄理解的很深入。而这句话的实例就可以用802的光杯和其它光杯对比验证，这一点说起来就很复杂了，我又没有能拍好光斑的相机，所以这个话题不太敢碰。
对于灯泡或HID，即使灯泡贴着玻璃，也有近50%的光组成中心光柱，其实比例不小了。你没发现【一般LED筒的中心光柱亮度和泛光亮度的差别】要比【一般灯泡筒的中心光柱亮度和泛光亮度的差别】小吗？

laomao0000 · 发表于 2009-7-1 20:16

焦点位置要是前移远离光杯底部的话，同样口径下光杯必然变浅（这是由抛物线焦点公式决定的）
结果是光束质量提高，但是数量降低，未必是好方案
可能白炽灯影响稍小，led可万万不能
稍候上图 ...
laomao0000 发表于 2009-7-1 19:41

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图来了
假设都是常见的3cm光杯，不同的焦点位置（从左到右焦点依次上移）
图一是常见的深光杯（如DBS），深径比1.4：1，光杯未收集到的光线夹角为40度，此部分光线即成为泛光
图二是普通光杯（如26.5一体杯），深径比0.9：1，光杯未收集到的光线夹角为60度，可见主光斑光通量下降了
图三是浅光杯（如WF-500的杯），深径比0.6：1，光杯未收集到的光线夹角为87度，主光斑光通量下降很厉害
图四是极浅光杯（如楼主设想的），深径比0.5：1，光杯未收集到的光线夹角为111度，主光斑光通量下降极厉害，白炽灯还勉强可以接受，LED的话根本就收集不到光线
焦距.GIF

laomao0000 · 发表于 2009-7-1 20:21

首先说，一个发光灯泡周围的光照强度应该是与距灯丝的距离的二次方成反比的，所以距离灯丝较近的光杯底部受到的光照强度可以是光杯边缘的十几倍至几十倍，再加上光杯前部边缘受到的光照是侧着的，入射角较大，，而光杯底部的入射角较小，各自乘以入射角的余弦之后，更加大了二者之间的差距。由此大家可以知道，光杯底部每一单位面积所反射的光，要顶得上距灯丝较远的光杯边缘的几十单位面积所反射的光。 ...
toud 发表于 2009-6-29 22:34

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突然发现TOUD兄还犯了一个小小的错误，这里应当对球面积分的，请参见http://www.shoudian.org/thread-64239-1-1.html，3楼
结果是不象楼主想得那么极端（几十倍），程度稍小

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