Optik: RGB LED-Licht bündeln

[Zeugschläger]

Moin,

was heißt Lichtwerkstatt? Nur Reperatur oder auch Selbstbau? Naja, ich frage einfach mal hier.

Vor einiger Zeit habe ich mir ein paar Cree MC-E RGBW-LEDs (Datenblatt: https://www.cree.com/led-components/media/documents/XLampMCE.pdf) relativ billig gekauft. Daraus wollte ich jetzt mal einen Effekt bauen, eventuell ein paar Mini-Moving-Heads. Dafür hätte ich gerne einen schön gebündelten Strahl. Mal so als Großenordnung würde ich so 1° bzw. 15 cm auf 5 m sagen.
Nun ist es so, dass die LED darauf ausgelegt ist, einen möglichst großen Abstrahlwinkel zu haben. An den LED selber will ich nicht rumschleifen, dafür waren sie zu teuer. Wenn es überhaupt eine Linse gibt, die einen Großteil des Lichts bündelt, wäre die zu teuer. Auch scheint es meinen Nachforschungen in Foren zufolge mit einer Linse allein allgemein nicht oder nur schlecht möglich zu sein. Als Möglichkeit bliebe dann noch ein Reflektor, eventuell mit Linse.

Ist das Vorhaben realistisch? Zum Beispiel gibt es einen Reflektor für 20° (https://www.led-tech.de/de/CREE-BOOM-MC-E-Reflektor-20). Könnte man dessen Licht mit einer Linse auf die angegebenen 1° bündeln, ohne dass es zu verwaschen ist? Oder gibt es andere Möglichkeiten? Ich würde es ja ausprobieren, aber wenn ich einen bestelle, habe ich mehr Versandkosten als Warenkosten und wenn ich direkt mehrere bestelle, liegen sie am Ende vielleicht doch nur rum.
Ein erster Ansatz wäre vielleicht auch vielleicht ein Parabolspiegel, aber durch die Linse in der LED kommt das Licht ja nicht aus einer annähernd punktförmigen Quelle.

Wie sähe es aus, wenn der Strahlwinkel änderbar sein soll, zum Beispiel zwischen fast 0° und 10°?

Vielleicht gibt es hier ja Leute, die Ahnung von Optik haben oder die sowas mal gemacht haben. Nebenbei noch. Ich habe Zugriff auf eine CNC-Drehmaschine. Wenn eine spezielle Reflektorform erfolgversprechend wäre, könnte ich die eventuell auch herstellen.
Ich weiß auch, dass es nicht besonders professionell wird. Farbige Ränder wird es wohl ziemlich sicher geben. Es sollte halt nur kein 10cm-Punkt mit 30 cm Rändern sein.

Danke schonmal.

 

[yamaha4711]

was heißt Lichtwerkstatt? Nur Reperatur oder auch Selbstbau?

Ich würde das eher auf den kreativ-künstlerischen Bereich zur Lichtgestaltung sehen und weniger auf den technischen Bereich, wobei dies auch irgendwie mit hinein gehört. Anyway... such es dir aus. Falsch bist du hier nicht wirklich mit deinem Anliegen.

Verrate uns doch mal wieviele von den Modulen denn im Array zum Einsatz kommen sollen oder ist das eher immer ein Modul pro Lampe.

Falls letzteres genügt eine einfache Kondensoroptik.

Bei ersterem ist deutlich mehr Aufwand notwendig. Zunächst müsste man dafür sorgen, dass die vielen einzelnen Lichtquellen durch eine Optik zu "einer" Quelle zusammen gefasst werden. Dazu muss man das ganze mehrmals aufweiten und wieder bündeln. Ist also sehr tricky, damit man am Ende den so generierten Lichtstrahl wieder mittels einer Kondensoroptik fokussieren kann.

Eine recht einfach Optik, welche mir einfällt, wäre zunächst mittels einer Fresnellinse die einzelnen Quellen zu "verschmelzen". Das Problem liegt einfach darin, dass wenn die Vorarbeit nicht sauber ausgeführt wird, man am Ende durch die Kondensoroptik wieder mehr oder weniger Einzelmodule ausmachen kann (Hot- und Coldspots).

Bei einer starken Punktquelle (Halogenbrenner oder besser Lichtbogen) hat man diese Problemmatik nicht und kann mehr oder minder direkt mittels Kondensoroptik das ganze führen. Ein Reflektor dahinter ist aber auch hier zwingend notwendig. Allerdings deckt dieser eben das ganze Leuchtmittel ab. Bei vielen einzelnen Punktquellen hast du eben das Problem das auch die Reflektoren wiederum diese einzelnen Punktquellen abbilden.

Man könnte auch hergehen und das Licht zunächst auf einen Parabolspiegel lenken, welcher dann auf einen Reflektor geht. Ähnlich wie bei Parabolantennen. Damit wird der eng begrenzte Strahl gleichmässig aufgeweitet und die einzelnen Punktquelle "verschmelzen" recht homogen.

 

[Zeugschläger]

Verrate uns doch mal wieviele von den Modulen denn im Array zum Einsatz kommen sollen oder ist das eher immer ein Modul pro Lampe.

Nur eins. Selbst da käme ich bei den gewünschten 15 cm schon auf grob 100 W/qm. Das alleine scheint mir schon gut augengefährlich zu sein (jemand schrieb mal von maximal 25W/qm).

Falls letzteres genügt eine einfache Kondensoroptik.

Wie gesagt, eine Linse alleine funktioniert nicht, dafür ist der Abstrahlwinkel zu groß. Bei einem Kondensor mit Glühbirne setzt man den Reflektor hinter die Lichtquelle. Das geht hier aber nicht, weil es eben eine LED ist. Aufgrund der in die LED eingebauten Linse kann ich aber auch schlecht abschätzen, wie sich andere Reflektoren, zum Beispiel die verlinkten, verhalten.
Die Reflektoren sind ja auch extra noch geriffelt, so dass sie einiges an Licht zur Seite streuen.