手電光斑也是有大講究的——30米內一個完美的圓

30m內一個完美的圓”,有位發燒友談到他的發燒經歷時說,就是因為在某本雜誌上看到一篇介紹警用裝備文章中的一句話“WuYou手電能在30m內照射出一個完美的圓”。這裡“完美的圓”指的正是手電的光斑。二次光學元件是決定手電光斑的一個非常重要的環節,具體來說就是LED發射的光線經過LED本身封裝的一次光學後,再經過二次光學調整,最終形成輸出光斑的過程。今天務優光電小編就來介紹光線輸出問題。一次光學已經由LED的封裝決定了,基本不可調整,所以我們改變光斑輸出的主要工作點在二次光學元件上。最常見的二次光學元件是反光杯,還有透鏡。二次光學元件直接影響手電的光斑,手電的定位用途也在此表現。理論上,反光杯的縱截面形狀應該是拋物線,這樣輸出的光線才能是平行光。但是LED並非點光源,發光角度、半功率輻射角都沒有點光源那麼大,同時反光杯在設計上由於考慮泛光等各方面問題,所以其縱截面並非絕對的拋物線,不同的發光體的縱截面也不盡相同。

手電光斑也是有大講究的——30米內一個完美的圓

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反光杯的反光面也有所差別。

常見的有純光面、絲狀、微橘皮和橘皮之分。

手電光斑也是有大講究的——30米內一個完美的圓

純光面的發光率要高,但是輸出的光斑不是很均衡,橘皮的反光率低,但是輸出的光斑漂亮很多,可以做到很均勻的聚光-泛光的過渡。絲狀和微橘皮上述介於兩者之間。在實際的選用上,除非是超級遠射的手電,一般小尺寸和中等尺寸的手電都選擇橘皮或者微橘皮的,畢竟平時用於近距離照射時的光斑要好很多。絲狀反光杯的均衡性較好,但此類光杯的次品率很高。而還有的光杯是分段式光杯,即一部分是橘皮的,一部分是光面的,這種光杯集成了兩者的優勢,當然加工難度要高,價格也同樣要高了。反光杯在尺寸上還有深度和口徑之分,相對來說,深度越深,口徑越大,其聚光效果就會越好。這兩個參數中更重要的參數是深度。但是由於國內批量加工次品率方面的問題,國內設計生產的反光杯深度一般都不大,並且很多反光杯並不是直接從LED部位開始聚光,而是在LED附近有一個平面,這樣的做法是在不增加光杯深度的情況下,將整體的口徑提升上來。實際上這種做法對於聚光並不能起非常大的作用。總體來講,這樣的“大頭”只能算是個噱頭或者說一種誤導罷了。在反光杯的尺寸採用上儘量考慮深度/口徑比值大的光杯,並且光杯要儘量直接從LED面開始聚光。下面就要說到透鏡了,透鏡作為一種二次光學元件有著其獨特之處,其體積可以很小,而其聚光效果要比反光杯效果好,但是適用範圍也是很有限的,僅適用於發散角度較大和發光核心較小的LED。

手電光斑也是有大講究的——30米內一個完美的圓

由於製造透鏡需要開模加工,加工量較小時,製作成本較高,而且要考慮材質的耐高溫和透光率等因素。透鏡也屬於精密光學元件,加工上對精度的要求較高,總體的加工成本較高,在國內較少出現在量產手電中。而透鏡還有一個優點就是可以實現變焦,不過這對於透鏡的加工要求是非常高的。

手電光斑也是有大講究的——30米內一個完美的圓

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最後,小編為大家提供常見的幾種類型的光杯光斑圖作參考,主要對比的是光斑的形狀,而非光色。一般白熾燈的燈杯都比較淺,其泛光區域一般都比較大,需要距離很近才能看到完整的光斑。務優生產的LS-3W LED採用的是絲狀光杯,但是依然有著較好的表現。CREE LED在光面杯上的光斑表現為中心光斑外有圈黃色的環,這正是CREE的金屬圈造成的。CREE採用橘皮杯的反射效率要低,其光線輸出相比光面杯要差些。


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