Dome, De-Doming und Precollimator?

[Ivo]

Hallo Zusammen,

ich beschäftige mich gerade mit LED Leuchten mit Optiken davor.
So ziemlich alle, die auf Throw aus sind, dedomen ihre LED. Damit das Die kleiner erscheint, damit mehr als Punktlichtquelle wirkt, und eine höhere Leuchtdichte hat.
Die LED wird dann fast wie ein Lambertscher Strahler ihr Licht im Halbkreis abgeben. Alles Licht, das nicht die Optik (z.B. asphärische Linse) trifft, ist verloren.
Deshalb setzen manche einen Precollimator ein. Eine kleine, kurzbrennweitige Linse, direkt auf der LED, um ihr Licht vorzubündeln, damit möglichst viel davon die Hauptoptik erreicht.

Gretchenfrage: Ist der Dome und ein Precollimator nicht mehr oder weniger das Gleiche?
Beide vergrößern das Die-Bild auf der Hauptoptik, und erhöhen die genutzte Lichtmenge.

Vorteil Precollimator: lässt sich so konfigurieren, dass nahezu alles Licht die Hauptoptik trifft
Vorteil Dome: direkt auf dem Die, ohne Luftschicht, und daher ohne Sprung im Brechungsindex mit Reflexionen und Verlusten

Übersehe ich etwas?

Cheerio,

Ivo

 

[Wieselflinkpro]

Nein, Dom und Colli sind nicht das gleiche.

Der Colli beschränkt den Winkel und wirft alles seitliche Licht wieder auf den Die. Leichtintensität in die gewünschte Richtung wird erhöht.
Der Dom ist eine Linse, die den Abstrahlwinkel verbreitert und die Leuchtfläche optisch vergrößert, damit die Intensität der Leuchtquelle verringert.

 

[Ivo]

Der Dome verbreitert den Abstrahlwinkel? Das verblüfft mich! Ein flaches Die leuchtet als Lambertscher Strahler, und eine bündelnde Linse davor, äh, bündelt das Licht?

Ivo

 

[repeatog]

Die "Linse" ist keine Linse, sondern ein Dome.
Das Licht wird durch den Dome gleichmäßig im 180° Winkel abgegeben, eine Linse würde das Licht bündeln.
Bei einer dedomten LED (flacher Die) wird mehr Licht "geradeaus" abgegeben.
Ich hoffe, man erkennt auf diesem Bild, was ich meine:
https://www.compel.ru/dataimg/cree/ps/xm-l2/3468b3ac0742e1f71cd68715f71e0db0.jpg

 

[Genießer]

Der Colli beschränkt den Winkel und wirft alles seitliche Licht wieder auf den Die. Leichtintensität in die gewünschte Richtung wird erhöht.

Das ist der (Waiven-)Kragen, der das seitliche Licht zurückwirft, der Colli bündelt "nur".

 

[Wieselflinkpro]

Das ist der (Waiven-)Kragen, der das seitliche Licht zurückwirft, der Colli bündelt "nur".

Ja richtig, ich meinte den Kragen.

 

[Ivo]

Danke für eure Antworten und Input.
Ich habe in einem neuen Thread mal genauer mein Vorhaben erläutert.

Ansonsten habe ich noch einige große Nichias ohne Dome übrig, mit denen ich mal experimentieren muss.
Ohne Optik davor sehen die mir sehr nach einem Lambertschen Strahler aus.
Leider habe ich keine ähnlichen mit Dome zum vergleichen.

Cheers,

Ivo

 

[Ivo]

Ich habe eine meiner Nichia COB mit d=14,6mm Leuchtfläche, ohne Dome, mit ein paar Linsen getestet:












(und als Album hier)
Gelernt habe ich vorab schonmal:
- aha, von all den irgendwo aufgesammelten Linsen sind nur sehr wenige sowohl groß genug als auch mit kurzer Brennweite
- um eine Linse irgendwo hinzuhalten und davon ein Foto zu machen braucht man mehr Hände als ich habe
- ohne Optiktisch ist alles schwerer als man denkt
- es ist schwieriger als man annehmen würde die Brennweite einer Optik zu bestimmen
- eine Kamera erfasst nochmal viel weniger Helligkeitsabstufungen als das Auge

Die Spielzeug-Kunststoffasphäre, direkt auf die LED gelegt, kommt vermutlich einem Dome schon recht nahe. Ein Dome hat, bei weißen LEDs, aber keinen Luftspalt. Bei LEDs ohne Phosphor dann vermutlich schon.

Ein Dome würde vermutlich doch als Sammellinse funktionieren, wenn er nur ein paar Millimeter Abstand zur LED hätte.

Mit einer kleinen Linse mit hoher NA in ein paar Millimetern Abstand kommt ein schön homogener Leuchtkegel raus.
Bei zu langer Brennweite kommt recht schnell ein Donutloch in die Mitte.

Wie viel Licht tatsächlich vorne ankommt lässt sich auf Fotos kaum abschätzen, da sieht es tendentiell homogener aus als in Natura.
Ein Ausmessen der Helligkeit über den Lichtkegel hinweg an mehreren Punkten war mir hier zu aufwändig, werde ich dann aber sicher mit den LEDs für meine Leuchte mal durchexerzieren.


OT: in welcher Auflösung bzw Dateigröße möchte man so allgemein hier in Alben hochgeladen haben?
Lieber Album verlinken, Bilder aus Album einbinden, Bilder im Post hochladen und einbinden, oder hochladen und als Thumbnail einbinden?

Ivo

 

[sma]

So ziemlich alle, die auf Throw aus sind, dedomen ihre LED. Damit das Die kleiner erscheint, damit mehr als Punktlichtquelle wirkt, und eine höhere Leuchtdichte hat.

Es ist leider etwas komplizierter. Die höhere Leuchtdichte ohne Dom rührt nicht von der verkleinerten LED her, sondern:

Es handelt sich um einen physikalischen Effekt, der Lichtaustritt verbessert sich: Hier ist eine GIF-Animation (das Bild nach "Das ganze als Animation"). Und DrJones hat das hier im BLF beschrieben (englisch).

Kurz: auch wenn man den Dom kappt oder platt drückt, erscheint der Emitter kleiner. Aber die Leuchtdichte erhöht sich dann noch nicht.
Erst wenn man den Dom entfernt oder sehr knapp über dem Emitter abschneidet, erhöhnt sich die Leuchtdichte.

Prekolli:

Alles Licht, das nicht die Optik (z.B. asphärische Linse) trifft, ist verloren.

genau.
Und besonders bei einer Linse ist das von Bedeutung, weil hier typischerweise nur etwa 1/3 des gesamten Lichts genutzt wird (bei einem Reflektor 2/3).

Deshalb setzen manche einen Precollimator ein. Eine kleine, kurzbrennweitige Linse, direkt auf der LED, um ihr Licht vorzubündeln, damit möglichst viel davon die Hauptoptik erreicht.

Der Precolli kann sogar auf zwei Arten wirken:

• in den meisten Fällen: Das nun gewonnene Licht vergrößert den Spot. Es erhöht aber nicht die Leuchtdichte oder Lux.
• in seltenen Fällen: Falls die Quelle sehr klein ist und die Hauptoptik eher großen Durchmesser hat, aber nicht perfekt ist: Dann sogt der Precolli dafür, dass die Optik - aus Sicht des Spots - vollständig ausgeleuchtet ist (weil die Quelle größer erscheint). Indirekt wirkt es sich nun doch auf die Spot-Lux aus,

Gretchenfrage: Ist der Dome und ein Precollimator nicht mehr oder weniger das Gleiche?

Ein Dom sitzt bündig, direkt auf dem Emitter. Der Dom dient der besseren Auskopplung des Lichts (mehr Lumen). Aber das Entfernen erhöht die Leuchtdichte...

Ein Precolli hat einen Luftspalt zum Emitter. Er lässt die Quelle aus Sicht der Hauptoptik größer erscheinen (mit allen damit verbundenen Vorteilen).
Ein Dom lässt den Emitter zwar ebenfalls größer erscheinen, das ist es aber gar nicht sein Zweck... Ja, das Thema ist ein wenig knifflig

 

[Ivo]

Danke, sma, dann verstehe ich den Unterschied jetzt! Denke ich.
Mit der Leuchtdichte habe ich mich bisher kaum beschäftigt. ..erscheint mir, verglichen mit den anderen Basiswerten von Leuchtquellen, noch etwas unintuitiv

Es ist leider etwas komplizierter.

Allerdings!
Wenn der Dome den maximal möglchen Auskoppelwinkel erhöht, müsste eigentlich zumindest die Leuchtmenge mit Dome höher sein. Dass dann aber nach drei internen Totalreflexionen die Photonen doch noch rauskommen und die Leuchtdichte erhöhen, ist schon irgendwie 3D-Schach! Wie immer sind es die Details..

Der Dome sieht oft wie eine Halbkugel aus, und wird bei weißen LEDs vermutlich meist aus Silikon sein?

Wenn jemand einen Precolli benutzen möchte, und gleichzeitig den Auskoppelvorteil eines Domes haben möchte, also keinen Luftspalt zwischen Die und Linse, könnte man die Linse also mit Silikon auf das Die kleben. Ich habe auch mal was von "entdomte Dies versiegeln" gelesen, das wäre sicher besserer Klebstoff als Baumarktsilikon.
Oder zum testen ein nicht klebendes "Index matching Gel" aus der Glasfasertechnik. Als einzig halbwegs bezahlbare Quelle habe ich nur etwas auf Aliexpress gefunden. 36 Euro mit Versand, aber ein lebenslanger Vorrat für Hobbyisten. Hat bei mir ein paar einzelne kleine Luftbläßchen, da könnte man mal mit Unterdruck entgasen.
Ein Langzeittest auf Kunststoff und Glas liegt im Schrank. Ob das Gel dann auch 100°C mag muss sich zeigen.
Ich warte noch auf meine 4x4 Die LEDs mit freiliegenden Dies, dann werde ich auch das mal ausprobieren.

..so langsam verstehe ich, wieso es so viele Threads zu Superthrowern gibt, und wieso die Threads so lang sind..

Ivo

 

[Ivo]

Oder zum testen ein nicht klebendes "Index matching Gel" aus der Glasfasertechnik.

.. das würde wirklich nur zum kurz testen gehen. Klebt man eine Linse drauf, würde diese bei Betriebstemperatur durch die Ausdehnung des Gels abgesprengt werden. Dafür sollte das Gel nach dem Test aber auch rückstandsfrei auswaschbar sein.

 

[sma]

Mit der Leuchtdichte habe ich mich bisher kaum beschäftigt. ..erscheint mir, verglichen mit den anderen Basiswerten von Leuchtquellen, noch etwas unintuitiv

Klares Jein: Es ist wirklich knifflig, sich das Verständnis rein aus der Einheit cd/mm² herzuleiten. Aber die Leuchtdichte an sich finde ich dann sogar am ehesten intuituiv - denn sie beschreibt, wie hell eine Fläche dem eigenen Auge erscheint. Apropos, falls noch nicht bekannt, vielleicht auch mal hier schmökern ("Lux, Lumen, Candela, Leuchtdichte").