Коллиматорная линза или отражатель?

Обсуждаются вопросы подводной охоты, фридайвинга и других видов апное-спорта.

Модераторы: KWAK, DukeSS, Grower

Сообщение
Автор
alexfast
Активный участник
Сообщения: 332
Зарегистрирован: 06-02-2006 00:00
Откуда: Балаклея
Контактная информация:

#1 Сообщение Добавлено: 17-03-2009 23:18 Заголовок сообщения: Коллиматорная линза или отражатель?

Так всё же, что лучше использовать в качестве оптической системы для мощных светодиодных фонарей, рефрактор или рефлектор? Или другими словами коллиматор или отражатель?
Для начала определимся какой луч нам нужен. Одни ратуют за широкий, мощный луч, который, как они утверждают, лучше для мутной воды. Другие, за мощный и узкий луч для тех же условий. 8)
Где же правда? Думаю, правда лежит как раз посередине. Во первых на широкий и мощный луч не хватит никакой мощности современных светодиодов, включая и Р7 и МС-Е. Поэтому этот вариант не проходит. С узким лучём охотиться не очень удобно (мягко говоря). И сформировать достаточно узкий и плотный луч очень не просто.
На мой взгляд, оптическая система должна бОльшую часть лучистой энергии перераспределять в центральный узкий луч. А остальная часть должна идти на формирование довольно широкого ореола. Центральный, мощный луч выхватывает цель на дальней дистанции. По мере приближения к рыбе, мы уводим её в область ореола, снижая её испуг к возможному минимуму.
Для начала рассмотрим какие типы отражателей наиболее полно удовлетворяют данному требованию.
Возьмём глубокий параболический отражатель с расположением излучателя в сторону распространения луча и в фокусе. Рис.а
Угол а1 - максимальный угол излучения широкораспространённых диодов (ламбертиан тип) = 120гр. Угол а3 - заданное расхождение в центральном луче (допустим 5гр).Угол а2 - сектор в котором лучи не попадают на рефлектор и он для этого сектора не работает.
Что же мы видим? Наш центральный луч сформирован узким сектором, разницей между углами а1 и а2, названный мною полезным углом, а так же углом а3, областью центрального излучения попадающего в заданый угол 5 гр. Даже поверхностного взгляда на эскиз хватит что бы понять, в формировании центрального луча участвует чуть больше половины лучистой энергии светодиода ( при допущении, что энергия равномерно распределяется в секторе 120гр).
Теперь взглянем на рис.Б
На нём изображён сферический отражатель и излучатель применённый по обратной схеме. Заметно, что практически вся излучённая энергия идёт на формирование центрального луча. Ореол при этом будет минимальным по сравнению с параболическим рефлектором. Так как фокус такого рефлектора может совпадать с плоскостью стекла фонаря, то небольшой радиатор светодиода можно закрепить прямо на стекле с внешней его стороны, как это сделано на фонаре UK LED. По большому счёту можно даже использовать этот фонарь как базу для переделки. Нужно только заменить диод на более "правильный" и поставить хороший драйвер питания. Вместо дорогих и тяжёлых аккумов D-типа.....
Ну это уже из другой оперы. :lol:
И совсем уж плохо обстоят дела с неглубоким параболическим отражателем, нижний рисунок. Там на формирование центрального луча идёт уж совсем мизерная доля энергии излучения.

Теперь бы хотелось обсудить шансы коллиматорных линз перед отражателями.
На мой неискушённый взгляд, качественный коллиматор превосходит по своим параметрам обычный рефлектор, может быть исключая только тип представленный на рис.Б.
Хотя, может быть я и не прав. Экспериментов я не проводил. Давайте обсудим.
Вложения
P3172466.JPG

Igor_K
Активный участник
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 22-01-2008 11:07
Откуда: Киев
Контактная информация:

#2 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 10:55 Заголовок сообщения:

alexfast
мне кажется, что и эта тема скатится во флуд поскольку опять предпринимается попытка решать вместе несвязанные вопросы:
- сравнение диаграмм, которые формируются рефлектором и коллиматором + возможность использования кластера
- сравнение предпочтений по ширине/яркости луча в зависимости от состояния воды и времени суток

Мне лично больше нравятся коллиматоры, по следующим причинам:
- возможность создать кластер для повышения КПД светодиодов
- компактность
- большой выбор углов, вплоть до элиптических
- значительно большая доля излучения в центральном луче
- интенсивность центрального луча плавно возрастает от 0 до максимума - отсутствуют резкие границы которые мешают в мутной воде
Последние два пункта оносятся к моим предпочтениям, учитывая мои места охоты.
Альпинист, это не тот, кто лезет в гору, а тот кто потом спускается...

alexfast
Активный участник
Сообщения: 332
Зарегистрирован: 06-02-2006 00:00
Откуда: Балаклея
Контактная информация:

#3 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 13:12 Заголовок сообщения:

По четвёртому пункту
- значительно большая доля излучения в центральном луче
не вполне согласен. Спорный вопрос.
По первому - всё правильно, до выхода мощных диодов Р7 и МС-Е.
С их появлением появилась возможность создавать достаточно мощные и компактные фонари на одном светодиоде с неплохим КПД.

sax
Участник
Сообщения: 227
Зарегистрирован: 18-03-2009 00:59
Откуда: Украина

#4 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 14:20 Заголовок сообщения:

В колиматорных линзах большие потери, проверял сам у меня увлечение диодными фонарями уже года три . За это время скопилось дома много чего от люксеоновских 1 ватных диодов до Р7 и разные рефлекторы от дешёвых китайских до американских McGizmo и так же колиматоры и одиночные и тройные и рассеивающие в последних свет вообще непонятно куда девается :) Рефлектор выигрывает однозначно, но широкий луч не даёт, потом собирающая линза, там больше потерь но луч можно формировать от 5 до 90 градусов.

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#5 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 15:25 Заголовок сообщения:

sax писал(а):В колиматорных линзах большие потери, проверял сам у меня увлечение диодными фонарями уже года три . За это время скопилось дома много чего от люксеоновских 1 ватных диодов до Р7 и разные рефлекторы от дешёвых китайских до американских McGizmo и так же колиматоры и одиночные и тройные и рассеивающие в последних свет вообще непонятно куда девается :) Рефлектор выигрывает однозначно, но широкий луч не даёт, потом собирающая линза, там больше потерь но луч можно формировать от 5 до 90 градусов.
Как ты замерял большие потери в коллиматорах? Какая методика замера?
Надеюсь не на глаз оценивал.

alexfast
Активный участник
Сообщения: 332
Зарегистрирован: 06-02-2006 00:00
Откуда: Балаклея
Контактная информация:

#6 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 16:25 Заголовок сообщения:

А на сколько велики потери в асферической оптике, по сравнению с теми же коллиматорами и рефлекторами?
Подозреваю, что качество материала линз очень сильно влияет на их эффективность. При так называемом объёмном распределении света, происходящем в линзах и коллиматорах, происходит внутреннее рассеивание лучей. Вероятно это происходит по причине неоднородностей и различных микровключений в материале линзы. Хотелось бы численно определить эти потери.
Предлагаю следующую методику. Фотоэкспонометром или люксометром замеряем силу света на таком минимальном расстоянии от первичной оптики кристалла, что бы пятно света вписывалось в измерительную площадку прибора (около нескольких см).
Зная угол распространения света ым можем рассчитать теперь показания прибора на произвольном расстоянии от источника, т.к. сила света будет обратно пропорциональна увеличению освещаемой площади. Для подстраховки можно проверить это экспериментально.
Затем помещаем диод в отражатель, делаем замеры, в коллиматор, опять же замеряем освещённость на том же расстоянии, что и в опыте с отражателем. При этом нужно в обоих случаях измерить площади пятен от центральных лучей и вывести среднее значение освещённости в пятне. Сравнив результаты трёх опытов мы получим примерную эффективность отражателя и коллиматора по сравнению с "голым" диодом и между собой.
Сложность подсчёта будет заключаться в том, что яркость пятна неравномерна и поэтому придётся делать много замеров в разных точках и делить пятно на зоны с приблизительно равной яркость, а затем суммировать полученные значения.

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#7 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 16:45 Заголовок сообщения:

Тоже думал так изменять, но на практике результаты будут очень сильно плавать. Эта метадика подойдет только если у нас край пятна очень четкая.. Или есть много однородных зон. Я пробовал даже смещать эспонометр от центра к краю и делать замер через каждые 1см и считать.. Но считать замучаешься.. :))))))) Вобщем на практике мне для видео оказалось важнее не соотношение световых потерь, а однородное пятно + освещенность внутри.

sax
Участник
Сообщения: 227
Зарегистрирован: 18-03-2009 00:59
Откуда: Украина

#8 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 18:57 Заголовок сообщения:

Royal-Models писал(а):
sax писал(а):В колиматорных линзах большие потери, проверял сам у меня увлечение диодными фонарями уже года три . За это время скопилось дома много чего от люксеоновских 1 ватных диодов до Р7 и разные рефлекторы от дешёвых китайских до американских McGizmo и так же колиматоры и одиночные и тройные и рассеивающие в последних свет вообще непонятно куда девается :) Рефлектор выигрывает однозначно, но широкий луч не даёт, потом собирающая линза, там больше потерь но луч можно формировать от 5 до 90 градусов.
Как ты замерял большие потери в коллиматорах? Какая методика замера?
Надеюсь не на глаз оценивал.
Нет, приборами не мерял, но достаточно даже принять во внимание информацию производителя, где они пишут ,что коллиматорные линзы пропускают в лучшем случае 80-85% светового потока. И это довольно известные производители.

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#9 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 19:36 Заголовок сообщения:

sax писал(а):
Royal-Models писал(а): Как ты замерял большие потери в коллиматорах? Какая методика замера?
Надеюсь не на глаз оценивал.
Нет, приборами не мерял, но достаточно даже принять во внимание информацию производителя, где они пишут ,что коллиматорные линзы пропускают в лучшем случае 80-85% светового потока. И это довольно известные производители.
Понятно. Но все-таки померить стоит. Вообще меня как конечного пользователя интересует не количество люмен, а количество люкс, скажем с 1м для приемлемого для луча света с приемлемой для меня шириной, формой и однородностью. При наличие емких аккумов проблема потерь пропадет.

Я тут делал тесты со светом, так интересные цифры потерь получились.
Нет не линзами.. А когда два одинаковых фонаря, с осями лучей максимально приближенными наводятся в одну точку.
Делается замер одного и второго по отдельности. Убеждаемся. что абсолютно одинаковые показатели освещенности. что фонари идентичны.. Далее включается два фонаря и делается замер освещенности. И что мы видим?.. 1+1=1.8 :shock: а не 2 как предполагалось... Тест повторялся много раз с разных дистанций..
Каждый раз примерно одинаковые цифры.

Может кто объяснить это научно? Прибор профессиональный использовался... весьма точный.

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#10 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 19:41 Заголовок сообщения:

Дим, может диапазон измерений получается на краю прибора? может фотоприемник - в насыщении? попробуй изменить диапазон измерений

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#11 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 19:44 Заголовок сообщения:

Batman писал(а):Дим, может диапазон измерений получается на краю прибора? может фотоприемник - в насыщении? попробуй изменить диапазон измерений
Нет. я замерял в самой яркой точке.. лучи широкие.. Прибор имеет сферическую диффузную насадку и не чувствителен к углу падения лучшей.. (поворачивая прибор - не имеем изменения в значении освещенности)..

Вот такая фишка.. Попробую сам эксперимент на видео заснять или хотя бы на фото.

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#12 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 19:58 Заголовок сообщения:

Понимешь ли, у фотоприемника должна быть линейная характеристика чувствительности, а когда он в пересвете(читай на краю предела измерений) то он неадекватно дает показания. поставь еще какой нибудь фильр ему на морду и меряй суммарный свет, либо может там есть какой-нибудь электронный аттенюатор, тогда переключи на другой диапазон... А так чудес не бывает, пучки не могут друг друга ослаблять это ж не когерентные источники...

Аватара пользователя
Wad Москва
Активный участник
Сообщения: 1344
Зарегистрирован: 28-01-2004 20:40
Откуда: Москва

#13 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 20:11 Заголовок сообщения:

Ежли у кого фотоэкспозиметры древние в шкафу завалялись, можно попробовать ими свет посравнивать .

alexfast
Активный участник
Сообщения: 332
Зарегистрирован: 06-02-2006 00:00
Откуда: Балаклея
Контактная информация:

#14 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 20:19 Заголовок сообщения:

Если это не баг в измерении, то ты нащупал новый фундаментальный закон. :D

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#15 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:20 Заголовок сообщения:

Batman писал(а):Понимешь ли, у фотоприемника должна быть линейная характеристика чувствительности, а когда он в пересвете(читай на краю предела измерений) то он неадекватно дает показания. поставь еще какой нибудь фильр ему на морду и меряй суммарный свет, либо может там есть какой-нибудь электронный аттенюатор, тогда переключи на другой диапазон... А так чудес не бывает, пучки не могут друг друга ослаблять это ж не когерентные источники...
Это профессиональный прибор.. он не на пределе чувствительности.. у него такие пределы, что выйти за них тяжело.. Он может оценивать освещенность и для ночной съемки без осветительных приборов и кучу импульсных источников при больших студийных съемках. Точность его на высоте. Качество - япония.
http://www.sekonic.com/products/Sekonic ... MASTER.asp

Там уже есть спецсфера для измерения падающего света.
Вобщем будем смотреть.

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#16 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:24 Заголовок сообщения:

Wad Москва писал(а):Ежли у кого фотоэкспозиметры древние в шкафу завалялись, можно попробовать ими свет посравнивать .
Даже не доставай, а сразу на помойку.. Мы проверяли.. у них точность весьма сомнительная...

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#17 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:24 Заголовок сообщения:

Дим, я в рекламу-то не верю, фотодиод он и в африке фотодиод... попробуй поставь нейтральный светофильтр и померяй 1 фонарь потом другой. потом вместе.... :D

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#18 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:26 Заголовок сообщения:

alexfast писал(а):Если это не баг в измерении, то ты нащупал новый фундаментальный закон. :D
А что говорит старый фундаментальный закон? Как у нас складываются световые потоки?
Пока не нашел. Если такой умный (в хорошем смысле. без подкола) то огласи плиз закон или ссылку дай.. Я уже кучу формул перелопатил..

Аватара пользователя
13kid
Активный участник
Сообщения: 525
Зарегистрирован: 19-03-2007 10:33
Откуда: Пушкино МО

#19 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:31 Заголовок сообщения:

Нет, приборами не мерял, но достаточно даже принять во внимание информацию производителя, где они пишут ,что коллиматорные линзы пропускают в лучшем случае 80-85% светового потока. И это довольно известные производители.
А отражатели аналогичного размера 90%, почувствуйте разницу :lol: :lol: :lol: вот на этой страничке эффективность и отражателей и коллиматоров, разница меньше 10 процентов http://cutter.com.au/products.php?cat=33&pg=2 .
А не проще сделать два фонаря с одинаковыми параметрами подобрав коллиматор и отражатель с похожей шириной луча и сравнить визуально, в конце концов это нас и интересует, какой вариант больше понравится, а замеры ничего путного не дадут, главное визульные предпочтения :wink: .
За деньги нельзя купить друга, зато можно приобрести врагов поприличнее.

Аватара пользователя
Royal-Models
Активный участник
Сообщения: 1867
Зарегистрирован: 14-05-2006 12:56
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

#20 Сообщение Добавлено: 18-03-2009 23:33 Заголовок сообщения:

Batman писал(а):Дим, я в рекламу-то не верю, фотодиод он и в африке фотодиод... попробуй поставь нейтральный светофильтр и померяй 1 фонарь потом другой. потом вместе.... :D
А нафига нейтральный светофильтр? Объясни! Там уже стоит сфера для измерений.

Ответить