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Nov 12, 2023

Electronics Weekly의 LED 광학에 대한 큰 가이드

LED 광학을 지정하는 것은 쉽지 않습니까? 그냥 맞는 빔으로 하나 사세요

LED 광학을 지정하는 것은 쉽지 않습니까?

올바른 빔 각도를 가진 것을 구입하면 됩니다. 오른쪽?

아마도 그럴 수도 있겠지만 아닐 수도 있습니다.

구매한 제품이 원하는 대로 작동할 것이라고 확신하기 전에 고려해야 할 사항이 몇 가지 더 있기 때문입니다.

"고객이 가장 먼저 말하는 것은 '10° 빔 각도가 필요합니다. 어떤 광학 장치가 필요합니까?'이며, 우리가 묻는 첫 번째 질문은 '어떤 LED?'입니다. LED 광학 회사인 Carclo의 디자인 책임자인 Mike Bean은 이렇게 말했습니다.

왜 그가 물어봐야 합니까? LED 선택은 특정 광학 장치에서 생성되는 빔 품질뿐만 아니라 빔 각도에도 큰 영향을 미치기 때문입니다.

특정 소스 크기와 특정 최대 직경을 가진 효율적인 광학 시스템에서 가능한 최소 빔 각도를 제한하는 etendue(프랑스어로 공간, 확장, 확장)라는 광학 시스템의 물리적 특성이 있습니다.

거의 모든 빛을 버리지 않는 한 직경 10mm의 렌즈, 콜리메이터 또는 반사경이 있는 1mm 정사각형 LED에서 연필 빔을 얻을 수 없습니다.

다행히도 수학을 할 필요는 없습니다.

대신 Carclo, Ledil, Fraen 및 Polymer Optics와 같은 광학 제조업체는 광학 및 LED의 혼합 및 일치 조합을 위한 빔 각도를 게시하고 일부는 웹 기반 매개변수 검색 기능도 제공합니다.

사실 계산을 하고 싶어도 LED 제조사들이 다이 크기를 공개하는 것을 꺼려하기 때문에 어려울 것입니다.

참고로 Lumileds의 Rebel에는 1x1mm 다이가 있고 Rebel ES에는 동일한 크기 패키지에 더 큰 다이(아마도 1.4×1.4mm)가 있습니다.

Cree의 XP 시리즈에서 XP-C, -E 및 -G는 각각 동일한 패키지에 0.7×0.7, 1×1 및 1.4×1.4mm일 것입니다.

1차 근사법으로 다이 폭을 두 배로 늘리면 특정 광학 장치의 빔 각도도 두 배로 늘어납니다.

예를 들어 Carlo의 30mm 직경 10755 광학 장치는 0.7mm XP-C에서는 3.7°, 1.4mm XP-E에서는 7.1°를 제공합니다.

그리고 그 수치는 다른 제조업체의 고품질 30mm 광학 제품과 비슷할 것입니다.

이 경우 각도는 피크 강도의 50%인 빔의 지점 사이에 포함된 각도인 '전폭, 반최대'(FWHM)로 표시됩니다.

3.7° FWHM 빔을 +/-1.85°로 설명하고 1.85°로 설명하는 것도 타당합니다. 각각의 경우에 어떤 논의에서든지 관례가 명확해야 합니다. 이 기사의 모든 각도는 FWHM 값입니다.

때때로 '필드 각도'가 언급되는데, 이는 10% 포인트 사이의 각도입니다.

20mm는 광학 장치의 일반적인 직경이며 대략적으로 1mm 다이와 평판이 좋은 제조업체의 우수한 20mm 광학 장치가 있는 LED는 약 11°의 최소 빔 각도를 제공합니다.

10mm 광학 장치는 22°보다 큰 것을 제공할 것입니다.

빔을 퍼뜨리는 것

위의 모든 수치는 85% 이상의 고효율로 가능한 최소 빔 각도입니다.

빛이 효율적으로 수집되면 콜리메이터 전면에 형상을 성형하여 부드러운 빔으로 퍼질 수 있습니다.

따라서 전면이 평범한 콜리메이터는 좁은 빔 버전이고, 전면에 범프(마이크로 렌즈라고 함)나 능선이 있는 유사한 제품은 광각 빔 유형입니다. 범프가 클수록 더 넓은 각도를 의미합니다.

콜리메이터 전면에 성형된 '마이크로 렌즈'는 빔을 더 넓게 퍼뜨립니다. 여기에서 Ledil은 Eva 옵틱에도 도넛 모양의 곡률이 펼쳐져 있습니다.

횃불, 비행기, 아니면 그림?

일반 콜리메이터는 중앙이 밝고 가장자리로 갈수록 점차 어두워지는 광선을 생성합니다.

이런 종류의 빔은 빔 주위에 깊은 암흑이 생기는 것을 원하지 않기 때문에 핸드 토치에 적합합니다. 대신 빛이 쏟아져 나와 가리키는 물체 근처의 사물을 볼 수 있기를 원합니다.

하지만 갤러리에서 그림을 조명하는 것은 어떨까요?

이상적으로는 캔버스 전체에 거의 변화가 없이 그림을 고르게 비추고 가장자리가 날카롭게 절단되어 주변 벽이 밝아지지 않는 광선이 필요합니다.