Как равномерно осветить участок поверхности белым светодиодом, Нужна линза, отражатель и т.д. Опции

[alexvu]

Здравствуйте.
Нужна линза или отражатель со специальной формой.
Есть ли что-то готовое или легко изготавливаемое?
Или какие вообще существуют подходы к данной задаче?

Белый светодиод, например типа "пиранья" (точечный) расположен, например, в 10 см от плоской поверхности.
Требуется осветить им участок размером примерно 2х2м, расположенный _сбоку_ от источника (т.е. источник находится на краю освещаемого участка).
более-менее равномерно, т.е. чтобы не было более яркого пятна под источником и снижения яркости по мере удаления.
Форма освещенного пятна не очень важна (сектор, квадрат, эллипс и т.д.), главное - чтобы мощность распределялась по пятну более-менее равномерно.
Не должно быть значительного излучения в других направлениях, т.е. более 90% мощности должно приходить на плоскость, в том числе 70% - на освещаемый участок.

[ikm]

Попробуйте рассеять свет через матовое стекло, тогда будет равномерно.

[варп]

alexvu, ну вот опять миллион букв, вместо одного рисунка, поясняющего, чего Вы хотите....
И посмотрите уже - как равномерно засвечивают экраны в LCD телевизорах... Зачем с нуля велосипед-то рожать?

[rx3apf]

По опыту, "линзованные" светодиодные фонарики (плоско-выпуклая линза) дают визуально неплохую равномерность пятна, но с хроматическими "артефактами" по краям. Но пятно круглое, как и сама линза.

[Baser]

Нужна линза или отражатель со специальной формой.
Есть ли что-то готовое или легко изготавливаемое?
Или какие вообще существуют подходы к данной задаче?

Как бывший фотолюбитель, скажу что такая штука была во всех фотоувеличителях в составе конденсора.
Вам нужна только асферическая линза для создания параллельного пучка света и матовое стекло.

з.ы. ну, возможно и коллиматор для вырезания центральной части потока

[alexvu]

[attachment=111834:20180330_161248.jpg]

alexvu, ну вот опять миллион букв, вместо одного рисунка, поясняющего, чего Вы хотите....
И посмотрите уже - как равномерно засвечивают экраны в LCD телевизорах... Зачем с нуля велосипед-то рожать?

Вот, примерно такое расположение.
Экраны - это совсем другая ситуация, их засвечивают со всех сторон, а большие - прямо источниками, расположенными по всей плоскости, да и там всегда есть всякие светораспределяющие слои.
А тут точечный источник, сбоку от плоскости, устройство и материал которой задаем не мы.
По этой же причине не подходят схемы обычных светильников и коллиматоров.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ikm]

Только сейчас понял по рисунку, что вам надо 2х2 метра, а не миллиметра. Тут как минимум надо брать квадратный источник света. Их довольно много.
А далее определиться, сколько в цифрах надо обеспечить неравномерность. Так как у вас источник находится под углом и на не большом расстоянии, то если измерять приборами, то градиент будет большой, а оптика слишком дорогая.
А если на глаз, то сильно не парьтесь, он усреднит. Две простых сферических линзы вам должны помочь.

[варп]

....А тут точечный источник, сбоку от плоскости, устройство и материал которой задаем не мы.

...Не могу не спросить - а тогда Ваша-то роль какая?
Я не буду спрашивать кому и зачем оно надо... Интересно другое - Вы уверены, что задача в данном виде имеет простое решение? А если оно не простое, оно действительно так сильно надо? Любой ценой?
------------

------------
https://www.google.kz/search?q=%D0%BE%D1%81...pr=1.25#imgrc=_

Сообщение отредактировал варп - Mar 30 2018, 14:59

[alexvu]

...Не могу не спросить - а тогда Ваша-то роль какая?

Ну осветитель же сделать.

Интересно другое - Вы уверены, что задача в данном виде имеет простое решение? А если оно не простое, оно действительно так сильно надо? Любой ценой?

Не обязательно простое, например, какая-то серийно выпускаемая хитрая линза из дешевого пластика.
Обязательно надо дешевое, лучше всего готовое, возможно я про него просто не знаю.
Иначе нет смысла в это играть.

з.ы. Осветители рекламных щитов выносятся на расстояние, сравнимое с размером освещаемой области, так что это не мой вариант.

А если на глаз, то сильно не парьтесь, он усреднит. Две простых сферических линзы вам должны помочь.

Все же хотелось, чтобы освещенность в ближней и дальней областях отличались не в 10 раз (как при обычном светильнике), а хотя бы в 1.5-2 раза. И чтобы не было яркого пятна рядом со светильником.

[Ga_ry]

Стоит посмотреть в сторону светодиодных проекторов. Там после светодиода ставится линза френеля, которая собирает световой поток в параллельные лучи на матрицу, а за ней уже объектив.
Все есть на Али, продавцы помогут подобрать линзу под имеющийся светодиод, если с ними списаться.
У проектора равномерность освещенности по поверхности неплохая.

[Plain]

Не понятно, навязан ли ещё и источник заказчиком, но в любом случае его сперва надо однозначно закрепить, затем на его выходе поставить плёночный фототрафарет и после него рассеиватель — сперва поставить трафарет с пятью реперами, затем люксметром, помещённом в плоскости требуемой поверхности, привязать их к этой поверхности, затем убрать реперы и снять люксметром градиенты по всем осям, сосканировать трафарет с реперами, нарисовать с привязкой к нему градиенты в Illustrator'е, вывести файл в pdf и распечатать его на фотопринтере в ближайшей допечатной конторе.

Под реперами подразумевается первая попавшаяся плёнка с пятью светонепроницаемыми наклейками на ней. Если время и деньги позволяют, лучше его нарисовать и распечатать на фотопринтере, тогда сканировать, привязывать и, соответственно, терять точность не придётся.

P.S. Для катетов 10 см и 2,8 м потребуется ну очень крутой градиент, охренительно яркий светодиод типа "миллиард пираний" и скорее всего принудительное охлаждение всего этого добра. А ещё, если левая нога заказчика когда-нибудь вздумает заменить материал поверхности на с другим коэффициентом шероховатости, всё поплывёт.

[alexvu]

Трафарет поглощающий не годится, т.к. он съест много мощности.
При этом идеальная равномерность не требуется.
Идея была именно о какой-то специальной линзе или отражателе.
Например, если бы было много источников или линз: для ближней зоны - с более широким лучом, а для дальней - с более узким, чтобы в результате давать одинаковую освещенность.
Вот и вопрос, можно ли совместить это в одной, например, хитрой линзе?

[Herz]

Нет, чудес не бывает. Это должна быть настолько "хитрая линза", что дешёвым решение никак не получится. Если бы такая "хитрость" существовала, никто бы не заморачивался с подсветкой и баннеров, и больших ЖК-панелей. Кроме того, не забывайте о хроматической аберрации, "хитрая линза" запросто испортит вам цветовую равномерность.

[Plain]

съест много мощности

Данное изменение ТЗ поступило только что, а оригинальную его версию предложенное решение выполняло полностью — вполне можно было бы решить задачу сегодня, до обеда и за карманные деньги.

[Baser]

Не обязательно простое, например, какая-то серийно выпускаемая хитрая линза из дешевого пластика.
Обязательно надо дешевое, лучше всего готовое, возможно я про него просто не знаю.
Иначе нет смысла в это играть.

Все же хотелось, чтобы освещенность в ближней и дальней областях отличались не в 10 раз (как при обычном светильнике), а хотя бы в 1.5-2 раза. И чтобы не было яркого пятна рядом со светильником.

IMHO, теоретически наверно возможно исходя из излучаемого потока, точки закрепления источника и геометрии поля освещения, синтезировать асферическую линзу с изменяющейся кривизной по двум осям Х и У. Чтобы она выравнивала световой поток, доходящий до цели в различных точках.

И потом заказать прессформу и отливать их в фирме, занимающейся изделиями из оптических пластмасс.
Но это будет только для конкретной геометрии и источника света.
И дешево это будет только при большой серийности.

Подобрать что-то серийное вряд ли возможно. Только если кто-нибудь уже сделал все вышеперечисленное. Но тогда легче купить готовое