Reflektor für NFDWJ130B

pam · Di, 21.03.17, 22:27

Den Lichtkegel einer NFDWJ130B müsste ich sehr stark bündeln. Nach Möglichkeit sollte das gesamte Licht in einem Abstand von 50 cm auf einen Punkt mit einem Durchmesser von 5 mm konzentriert werden. Hierzu benötige ich einen Reflektor für diese LED und am besten eine Linse, die auf diesen Reflektor gesetzt wird. Das Ziel ist, den Strahl soweit wie möglich zu bündeln. Den Rest kann ich über Optiken realisieren.
Die LED ist auf einem Kühlkörper montiert. Leider finde ich für diese LED keinen Reflektor. Hat jemand einen Tip?

Achim H · Mi, 22.03.17, 00:15

Hierzu benötige ich einen Reflektor für diese LED

Ich glaube kaum, dass es Reflektoren mit einem negativen Abstrahlwinkel (-1,1°) gibt.
Da die emitterende Fläche der Led schon größer ist (Ø14,6mm), kannst Du wahrscheinlich nur mit Linsen was machen.

Borax · Mi, 22.03.17, 12:53

Dieser hier lässt sich laut Bewertung/Kommentar von Christian passend machen: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Lins ... 10-11.html
Aber

Nach Möglichkeit sollte das gesamte Licht in einem Abstand von 50 cm auf einen Punkt mit einem Durchmesser von 5 mm konzentriert werden.

Das geht nicht. Flächenstrahler lassen sind nicht vernünftig bündeln. Licht in einem Abstand von 50 cm auf einen Punkt mit einem Durchmesser von 5 mm zu konzentrieren geht nur mit einem Laser.
Was hast Du an dem Punkt eigentlich vor? Ein Loch in irgendwas brennen?

pam · Mi, 22.03.17, 16:55

Ist die Montagereihenfolg des Ledil-Reflektors in der Form, dass die LED auf dem Kühlkörper verbleibt?
Das die notwendige Bündelung nur über eine Linse erreicht werden kann war schon klar.
Löcher möchte ich nicht brennen.

Borax · Mi, 22.03.17, 18:09

Ist die Montagereihenfolg des Ledil-Reflektors in der Form, dass die LED auf dem Kühlkörper verbleibt?

Ja.

Das die notwendige Bündelung nur über eine Linse erreicht werden kann war schon klar.

Wie schon gesagt, das geht nicht. Du kannst auch mit einer Linse keinen Flächenstrahler so bündeln dass der Leuchtfleck kleiner als der Flächenstrahler wird. Physik lässt sich nicht so einfach überlisten. Du brauchst eine möglichst punktförmige Lichtquelle. Was spricht hier gegen einen Laser? Wenn es unbedingt weißes Licht sein soll/muss, dann würde ich das eher mit einer Halogen-Metalldampflampe versuchen (z.B.: https://www.ltt-versand.de/Licht/Leucht ... 0wod2ewNwA ).

Achim H · Mi, 22.03.17, 19:19

Du kannst auch mit einer Linse keinen Flächenstrahler so bündeln dass der Leuchtfleck kleiner als der Flächenstrahler wird.

Wie schaut es denn mit einem Linsensystem (mehrere Linsen aus)?
Mit einer Linse kann man (denke ich) das Licht soweit einfangen, dass es sich nicht noch breiter als den Durchmesser der Linse ausdehnt. Um das Licht zu bündeln ist (denke ich) eine 2. Linse erforderlich.

keine Ahnung, ob es so richtig ist:
Bei einem Öffnungswinkel (nicht Abstrahlwinkel, sondern um alles abgestrahlte Licht einfangen zu können) von 170° und einem Abstand von 2mm zum Phosphor wäre eine Linse mit einem Durchmesser von 65mm (bei einer Punktlichtquelle wären es nur ca. Ø46mm, daher + Durchmesser der emittierende Fläche (14,6mm) = ca. 60,6mm) erforderlich. Das gesamte Licht sollte ab hier im Durchmesser nicht größer als die Linse selbst sein, quasi "parallel" abgestrahlt werden. Mit einer 2. Linse (ebenfalls 65mm im Durchmesser) wird dieser Leuchtfleck jetzt wieder verkleinert.

dieterr · Mi, 22.03.17, 21:04

Du kannst es drehen und wenden wie du willst, im besten Fall bildest du die Lichtquelle wieder 1:1 ab. Generell wenn es um das Einkoppeln in einen Lichtleiter geht, ist der Laser sicher unschlagbar. Auch preislich gegen das notwendige Reflektor und Linsensystem.
Und wenn kein Polychromatisches Licht notwendig ist, warum der Aufwand?

Achim H · Mi, 22.03.17, 21:16

Du kannst es drehen und wenden wie du willst, im besten Fall bildest du die Lichtquelle wieder 1:1 ab.

Die Abbildung ist aber verkleinert. Ich habe es mit meiner Deckenlampe und einer Linse aus einem defekten Teleobjektiv versucht.
Meine Lampe ist 30x30cm groß und ca. 2m entfernt, das Abbild (in die Handinnenfläche projeziert und die Brennweite solange verstellt, bis es wieder scharf wurde) ist nur ca. 1x1cm groß. Ein echter Brennpunkt kann allerdings nicht hergestellt werden.
Somit müsste das Licht einer Led, dessen abstrahlende Fläche nur 14,6mm breit ist durchaus auch auf kleineres Format abgebildet werden können. Der Wunsch (siehe Eingangsthread) sind 5mm.

pam · Mi, 22.03.17, 21:21

Wenn ich eine Linse mit einer Brennweite von 100 mm nehme, bündelt sie hinter der Linse in einer Entfernung von 100 mm das gesamte parallel vor der Linse ankommende Licht auf einen Punkt (Brennpunkt).
Oder hab ich mich mit meinen Überlegungen auf den Holzweg begeben?
Hallo Achim, sehe gerade dass Du eine Minute schneller warst als ich. Aber im Prinzip bestätigt Dein Versuch meine Überlegung.

Achim H · Mi, 22.03.17, 21:44

Wenn ich eine Linse mit einer Brennweite von 100 mm nehme, bündelt sie hinter der Linse in einer Entfernung von 100 mm das gesamte parallel vor der Linse ankommende Licht auf einen Punkt (Brennpunkt).

Aber nur, wenn das Licht parallel hinein kommt.

nur als Beispiel: das Licht der Sonne.
Auf ihrem Weg bis zur Linse sind es einige Millionen km. Das Licht, was bis zur Linse gelangt, ist nur ein Bruchteil dessen, was die Sonne insgesamt an Licht abstrahlt. Alles Licht, welches in die Linse gelangt, kann nun auf einen Brennpunkt fokussiert werden.

Das funktioniert aber nicht bei Leds. Dessen Licht wird zuerst einmal in alle Richtungen abgestrahlt (siehe Öffnungswinkel der Led). Damit das Licht parallel wird, muss dieses Licht zunächst (und vorzugsweise komplett) eingefangen werden. Erst danach könnte man es wieder auf einen Punkt fokussieren. Ob es einen echten Brennpunkt geben wird oder nur ein verkleinertes Abbild der abstrahlende Fläche, ist ungewiss.

pam · Mi, 22.03.17, 21:53

Es wird nur ein verkleinertes Abbild, ist jedoch für mein Zwecke nicht enscheidend.
Danke für Eure Hilfe

Borax · Do, 23.03.17, 10:40

das gesamte parallel vor der Linse ankommende Licht auf einen Punkt (Brennpunkt).

Genau da liegt das Problem. Entweder Du verwendest nur einen kleinen Teil des Lichts der LED (dann könntest Du aber auch gleich eine kleinere LED nehmen), oder Du kannst maximal ein 1:1 Abbild erreichen. Ein verkleinertes Abbild vom gesamten Licht der LED ist nicht möglich. Von der LED bekommst Du ja kein schön gerichtetes Licht, sondern 'Spaghetti-Licht': Von jedem Punkt der aktiven Fläche der LED wird ja Licht in alle Raumrichtungen abgegeben. Ist im Prinzip das gleiche Problem, warum sich das Licht von Leuchtstoffröhren nicht vernünftig mit Reflektoren in eine Richtung lenken lässt. Bei einer Glühbirne (wo das Licht nur vom Glühfaden aus abgegeben wird) ist das dagegen problemlos möglich.

Ich habe es mit meiner Deckenlampe und einer Linse aus einem defekten Teleobjektiv versucht.
Meine Lampe ist 30x30cm groß und ca. 2m entfernt, das Abbild (in die Handinnenfläche projeziert und die Brennweite solange verstellt, bis es wieder scharf wurde) ist nur ca. 1x1cm groß.

Da gilt das gleiche. Du hast vom Licht der Lampe nur einen sehr kleinen Teil verwendet. In 2m Entfernung verwendest Du nur den winzigen Bruchteil des Lichts der in Richtung des Teleobjektivs als paralleles Strahlenbündel abgestrahlt wird.
Probier mal folgendes: Geh mit dem Teleobjektiv näher an die Lampe. Dann wird der Anteil des Lichts der Lampe den Du verwendest größer, und schau mal was mit dem Abbild (in der Handinnenfläche) passiert