Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы

lux-rc.com · 06.04.2013, 00:22

Предыстория вопроса.

На примере известнейшего кастома давайте попробуем разобраться, насколько "обрезание" апертуры TIR линзы влияет на потери.

Тут мы видим два решения. В обоих используется одна и та же оптика, а именно кластер из трех 10мм линз, общий диаметр - 20мм. Слева мы видим голову фонаря с апертурой под оптику 20мм. Справа - апертура уменьшена до 17.5, в итоге обрезается 1.25мм по периметру.

Есть мнение что это "не криминал".

Попробуем в стиле разрушителей легенд разобраться так это или нет так. Если потери измеримы, сколько % мы теряем?

Начнем с теории.

Все каркловские триплы устроены весьма неудобно на первый взгляд. У кластеров совершенно нет "юбки". Т.е. той части, которую можно "заправить" в безель или под гайку без потерь светового потока. Все так потому, что край кластера точно проходит через края всех трех линз.

Принцип работы TIR линзы в той части, которая нас интересует по сути мало отличается от обычного рефлектора. Вместо отражения от поверхности металла используется эффект полного внутреннего отражения на границе двух сред с очень разной скоростью света.

Обратите внимание на ход лучей. Вспомним, что светодиоды как правило имеют характер светораспределения близкий к ламбертиану. Т.е. интенсивность света в разные стороны неравномерная. Она максимальная в нормали (перпендикулярно к поверхности кристалла) и плавно спадает по косинусу к по мере увеличения угла.

Картинка из даташита CREE XP-G2

Т.е. получается, что на край "рефлектора" работает часть светового потока с наибольшей, максимальной интенсивностью (из всего, что вообще попадает на "конус").

Но это еще не все. Как известно световой поток (в единицах энергии) определяется через интеграл функции интенсивности по заданной поверхности. Иными словами, для значения светового потока важно не только и не сколько значение интенсивности потока, но и площадь поверхности, через который этот поток проходит.

Понятно без расчетов, если разделить "конус" на равные в проекции сегемнты, то площадь поверхности S2 значительно больше S1. Т.е. мало того, что на S2 приходится свет с большей интенсивностью, чем на S1. Так еще и поверхность S2 сильно больше S1. Получается, что вклад сегмента S2 существенно превышает S1 в силу умножения двух факторов.

И это еще не все. Значение имеет не только количество света, но и "качество". Светодиод - не точечный источник света. Чем ближе он к преломляющей или отражающей поверхности, тем больше рассеивание света от этой поверхности. Угол рассеивания определяется угловым размером излучающей поверхности светодиода. Чем это грозит нам? Дело в том, что на край оптики работает самая "вкусная" часть светового потока, т.к. в этом случае светодиод находится дальше всего от поверхности.

Картинка немного из другой оперы, но хорошо передает суть идеи. Видно, что рассевание света у самого дальнего края рефлектора принципиально меньше чем ближе к центру. И хорошо видно почему.

В итоге, в теории получается, что обрезая свет с края TIR линзы мы не только режем самую интенсивную часть светового потока, но самую "вкусную". Ту часть, которая имеет максимальный вклад в "дальнобойную" составляющую.

Осталось проверить это на практике.

(продолжение будет)

PS. Если кто думает, что я пишу непонятным языком, не спешите. Вот тут действительно непостижимо. Очень советую тем, кто страдает бессонницей, скажете мне спасибо.

shurko_3 · 06.04.2013, 00:27

Жду, с нетерпением, результатов исследования.

Maksym · 06.04.2013, 00:30

У Ледила линзочки возле края "срезаны", благодаря чему получается где-то 0,6 мм зазор между линзой и краем. Если бы линза не была срезана - зазора бы не было. Вот тут видно http://ledil.fi/material/Cu... .

awl · 06.04.2013, 08:47

А смысл рассчитывать и думать, когда можно взять кружок из черной бумаги, люксметр и измерить? Подозреваю что разница будет мизерная, ведь закрывается только край оптики. Кстати, у оптики тоже в этой области есть технологические рёбра, что видно на рендере.

PS: Но лично мне не нравится даже малейшее перекрытие оптики, я бы безель подрезал из принципа.

MOHAPX · 06.04.2013, 12:22

Как же хорошо, что С20С идеально принял трипл)

lux-rc.com, спасибо за статейку!

lux-rc.com · 06.04.2013, 12:26

Цитата:

Сообщение от MOHAPX :

lux-rc.com, спасибо за статейку!

пока не за что, мои теоретические измышлизмы имеют малую ценность без практической части. Будем ставить опыты, не уходите далеко

AVSel · 06.04.2013, 13:53

А вот чисто теоретически... Можно же и без потерь обойтись, например прижимать оптику стеклом чуть большего диаметра, все равно оптику надо защищать от повреждений?

lux-rc.com · 06.04.2013, 14:01

Цитата:

Сообщение от AVSel :

А вот чисто теоретически... Можно же и без потерь обойтись, например прижимать оптику стеклом чуть большего диаметра, все равно оптику надо защищать от повреждений?

чисто практически так и устроена голова FX30 или FL33 :-)
у Монарха кажется аналогично.
Смотрите самую первую картинку где я совместил оба подхода

Слева голова от FL33, апертура 20мм. Справа - кастом с апертурой 17.5мм

Тема как раз и возникла вокруг вопроса - есть ли разница, и есть есть, сколько "в граммах".

blindnick · 06.04.2013, 14:08

Цитата:

Сообщение от lux-rc.com :

Слева голова от FL33, апертура 20мм. Справа - кастом с апертурой 17.5мм
Тема как раз и возникла вокруг вопроса - есть ли разница, и есть есть, сколько "в граммах".

конечно есть! и рассчитать легко

Цитата:

Сообщение от lux-rc.com :

Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы

примерно $420 прибыли с фонарика.

Shlyambur · 07.04.2013, 22:26

не TIR, но всё же. C8 на xm-l. Дальнобойность не пострадала. оттяпан не край, но середина, размытость вокруг хотспота вырезалась вместе с частью засветки от прямого светового потока диода. что подтверждает картинку из первого сообщения, хотспот формируется с края отражателя. хотспот остаётся, даже если закрыть ~95% стекла, оставив узенькую щель с края.

ssr · 08.04.2013, 17:28

Shlyambur, и получилось

Shlyambur · 08.04.2013, 17:53

ssr, ну вот, середина нам не нужна, всё равно угол расхождения большой

но тут наверно двойное преломление как минимум? поставить в него источних света и добить до звезд

Khii! · 14.04.2013, 23:20

У меня такой вопрос.
Есть такая линза http://www.led-tech.de/en/H...

45 мм
Есть клон ТК35 с диаметром отражателя 44 мм по резьбе и чуть меньше в глубине
И вот у меня вопрос, могу ли я сточить каемку по краю линзы чтобы диаметр ее был 43-43.5 мм? Или это испортит линзу?

blindnick · 14.04.2013, 23:59

Цитата:

Сообщение от Khii! :

И вот у меня вопрос, могу ли я сточить каемку по краю линзы чтобы диаметр ее был 43-43.5 мм? Или это испортит линзу?

есть что отпилить (каёмка-полочка)

Khii! · 15.04.2013, 00:50

Цитата:

Сообщение от blindnick :

есть что отпилить

воот.
Замечательно

08.04.2013, 17:28	11
ssr Ветеран Фонарёвки Регистрация: 21.10.2011 Последняя активность: 17.11.2018 09:26 Адрес: V R N Сообщений: 3799 Сказал(а) спасибо: 80 Поблагодарили: 1100 раз(а) в 429 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы Shlyambur, и получилось __________________ Sunwayman Thrunite Fenix и прочие по выгодной цене

06.04.2013, 00:22	1
lux-rc.com закрыто Регистрация: 25.05.2010 Последняя активность: 16.09.2018 23:01 Сообщений: 8906 Сказал(а) спасибо: 576 Поблагодарили: 3969 раз(а) в 1526 сообщениях	Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы Предыстория вопроса. На примере известнейшего кастома давайте попробуем разобраться, насколько "обрезание" апертуры TIR линзы влияет на потери. Тут мы видим два решения. В обоих используется одна и та же оптика, а именно кластер из трех 10мм линз, общий диаметр - 20мм. Слева мы видим голову фонаря с апертурой под оптику 20мм. Справа - апертура уменьшена до 17.5, в итоге обрезается 1.25мм по периметру. Есть мнение что это "не криминал". Попробуем в стиле разрушителей легенд разобраться так это или нет так. Если потери измеримы, сколько % мы теряем? Начнем с теории. Все каркловские триплы устроены весьма неудобно на первый взгляд. У кластеров совершенно нет "юбки". Т.е. той части, которую можно "заправить" в безель или под гайку без потерь светового потока. Все так потому, что край кластера точно проходит через края всех трех линз. Принцип работы TIR линзы в той части, которая нас интересует по сути мало отличается от обычного рефлектора. Вместо отражения от поверхности металла используется эффект полного внутреннего отражения на границе двух сред с очень разной скоростью света. Обратите внимание на ход лучей. Вспомним, что светодиоды как правило имеют характер светораспределения близкий к ламбертиану. Т.е. интенсивность света в разные стороны неравномерная. Она максимальная в нормали (перпендикулярно к поверхности кристалла) и плавно спадает по косинусу к по мере увеличения угла. Картинка из даташита CREE XP-G2 Т.е. получается, что на край "рефлектора" работает часть светового потока с наибольшей, максимальной интенсивностью (из всего, что вообще попадает на "конус"). Но это еще не все. Как известно световой поток (в единицах энергии) определяется через интеграл функции интенсивности по заданной поверхности. Иными словами, для значения светового потока важно не только и не сколько значение интенсивности потока, но и площадь поверхности, через который этот поток проходит. Понятно без расчетов, если разделить "конус" на равные в проекции сегемнты, то площадь поверхности S2 значительно больше S1. Т.е. мало того, что на S2 приходится свет с большей интенсивностью, чем на S1. Так еще и поверхность S2 сильно больше S1. Получается, что вклад сегмента S2 существенно превышает S1 в силу умножения двух факторов. И это еще не все. Значение имеет не только количество света, но и "качество". Светодиод - не точечный источник света. Чем ближе он к преломляющей или отражающей поверхности, тем больше рассеивание света от этой поверхности. Угол рассеивания определяется угловым размером излучающей поверхности светодиода. Чем это грозит нам? Дело в том, что на край оптики работает самая "вкусная" часть светового потока, т.к. в этом случае светодиод находится дальше всего от поверхности. Картинка немного из другой оперы, но хорошо передает суть идеи. Видно, что рассевание света у самого дальнего края рефлектора принципиально меньше чем ближе к центру. И хорошо видно почему. В итоге, в теории получается, что обрезая свет с края TIR линзы мы не только режем самую интенсивную часть светового потока, но самую "вкусную". Ту часть, которая имеет максимальный вклад в "дальнобойную" составляющую. Осталось проверить это на практике. (продолжение будет) PS. Если кто думает, что я пишу непонятным языком, не спешите. Вот тут действительно непостижимо. Очень советую тем, кто страдает бессонницей, скажете мне спасибо. [Исправлено: lux-rc.com, 06.04.2013 в 01:08]

06.04.2013, 00:27	2
shurko_3 Регистрация: 06.06.2010 Последняя активность: 17.04.2024 09:09 Адрес: Беларусь, Минск Сообщений: 2013 Сказал(а) спасибо: 694 Поблагодарили: 856 раз(а) в 359 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы Жду, с нетерпением, результатов исследования.

06.04.2013, 00:30	3
Maksym Ветеран Фонарёвки Регистрация: 26.11.2011 Последняя активность: 09.01.2022 00:32 Адрес: Киев, Украина Сообщений: 10493 Сказал(а) спасибо: 431 Поблагодарили: 1502 раз(а) в 1110 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы У Ледила линзочки возле края "срезаны", благодаря чему получается где-то 0,6 мм зазор между линзой и краем. Если бы линза не была срезана - зазора бы не было. Вот тут видно http://ledil.fi/material/Cu... .

06.04.2013, 08:47	4
awl Ветеран Фонарёвки Регистрация: 09.07.2010 Последняя активность: 23.05.2023 09:41 Адрес: Ижевск Сообщений: 3247 Сказал(а) спасибо: 206 Поблагодарили: 1040 раз(а) в 466 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы А смысл рассчитывать и думать, когда можно взять кружок из черной бумаги, люксметр и измерить? Подозреваю что разница будет мизерная, ведь закрывается только край оптики. Кстати, у оптики тоже в этой области есть технологические рёбра, что видно на рендере. PS: Но лично мне не нравится даже малейшее перекрытие оптики, я бы безель подрезал из принципа.

06.04.2013, 12:22	5
MOHAPX Регистрация: 08.06.2011 Последняя активность: 02.11.2023 21:50 Адрес: Украина Сообщений: 7396 Сказал(а) спасибо: 1935 Поблагодарили: 2291 раз(а) в 1027 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы Как же хорошо, что С20С идеально принял трипл) lux-rc.com, спасибо за статейку! [Исправлено: MOHAPX, 06.04.2013 в 12:23]

06.04.2013, 13:53	7
AVSel Консультант Регистрация: 15.11.2010 Последняя активность: 10.04.2024 17:45 Адрес: Москва Сообщений: 8206 Сказал(а) спасибо: 1077 Поблагодарили: 1713 раз(а) в 912 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы А вот чисто теоретически... Можно же и без потерь обойтись, например прижимать оптику стеклом чуть большего диаметра, все равно оптику надо защищать от повреждений?

07.04.2013, 22:26	10
Shlyambur Увлеченный Регистрация: 07.10.2012 Последняя активность: 28.09.2020 13:39 Сообщений: 450 Сказал(а) спасибо: 53 Поблагодарили: 62 раз(а) в 34 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы не TIR, но всё же. C8 на xm-l. Дальнобойность не пострадала. оттяпан не край, но середина, размытость вокруг хотспота вырезалась вместе с частью засветки от прямого светового потока диода. что подтверждает картинку из первого сообщения, хотспот формируется с края отражателя. хотспот остаётся, даже если закрыть ~95% стекла, оставив узенькую щель с края. [Исправлено: Shlyambur, 07.04.2013 в 22:33]

08.04.2013, 17:53	12
Shlyambur Увлеченный Регистрация: 07.10.2012 Последняя активность: 28.09.2020 13:39 Сообщений: 450 Сказал(а) спасибо: 53 Поблагодарили: 62 раз(а) в 34 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы ssr, ну вот, середина нам не нужна, всё равно угол расхождения большой но тут наверно двойное преломление как минимум? поставить в него источних света и добить до звезд [Исправлено: Shlyambur, 08.04.2013 в 17:56]

14.04.2013, 23:20	13
Khii! в жопу такую лотерею Регистрация: 04.11.2011 Последняя активность: 08.04.2021 12:51 Адрес: Нимферополь, недалеко от моря и леса Сообщений: 2183 Сказал(а) спасибо: 237 Поблагодарили: 228 раз(а) в 125 сообщениях	Re: Что мы потеряем, если оттяпаем совсем чуть чуть от краешка TIR линзы У меня такой вопрос. Есть такая линза http://www.led-tech.de/en/H... 45 мм Есть клон ТК35 с диаметром отражателя 44 мм по резьбе и чуть меньше в глубине И вот у меня вопрос, могу ли я сточить каемку по краю линзы чтобы диаметр ее был 43-43.5 мм? Или это испортит линзу? __________________ С человеком происходит то же, что и с деревом. Чем настойчивее стремится он вверх, к свету, тем с большей силой устремляются корни его в глубь земли, вниз, во мрак – во зло. (Ф.Ницше)