光束角和光斑角差在哪?问题出在 50% 和 10%,同一只光束灯两个数

同一个灯能报出两个差很多的角度,问题出在「按光强的百分之几划边界」。GB/T 24826—2016 把「光束角」写成了一个可以直接量的定义:在通过光束轴线的平面上,两条分别过灯的正面中心、和发光强度为中心光强 50% 的点的直线,之间的夹角。

一、一句话:50% 和 10% 是两个基准

灯的光强不是「出光口以内有、以外没有」,从中心往两边走,是慢慢衰减下去的。

光束角和光斑角是两个数:同一只灯,按哪个基准量(图1)
图1

所以「这个灯多少度」必须先回答一句:按光强的百分之几划边界。

按 50% 划,得到的是光束角。

按 10% 划,得到的是另一个更大的角,习惯上叫光斑角或光场角。

同一个灯,这两个数不是同一个数。

二、国标怎么定的

GB/T 24826—2016《普通照明用 LED 产品和相关设备 术语和定义》3.15.1 给的定义,就是上面那个 50% 口径。

同一处还定义了中心光强:在光束轴线上测得的发光强度,单位坎德拉。

测量方法另有标准:GB/T 19658—2013《反射灯中心光强和光束角的测量方法》,它等同采用 IEC 61341。

这两条合起来的意思是:光束角不是一个抄样本的参数,它是一个有测量方法的标准量。

顺带说一句,上一版 GB/T 24826—2009 里的光束角定义引自 GB/T 19658—2005。两个标准现在都有新版:术语看 2016 版,测量看 2013 版。引用的时候别引被替代的版本。

三、另一套口径:10%

北美照明工程学会(IES)那套口径里,另有一个按峰值光强 10% 划界的角,英文是 field angle。

它不是「错的那一个」,它是另一个用途:50% 那个角描述的是「光的主要部分有多宽」,10% 那个角描述的是「光的边缘一直拖到哪里」。

做眩光评估、做溢光分析、算相邻灯位会不会互相打到,用的是后一个。

所以谈角度之前先问一句「按哪个基准」,这是行业里最容易漏掉的一句。

四、差多少,看配光曲线

光束角和光斑角是两个数:同一只灯,按哪个基准量(图2)
图2

两个角之间的差,不是固定倍数。

它取决于灯具的配光曲线形状。

边缘收得越干脆的灯,两个角越接近。

边缘拖得很软的灯,两个角能差出很多。

所以「A 灯 10 度、B 灯 12 度,所以 A 更窄」这种比较,只有在同一个基准下才成立。

要真比较,让供方给 IES 配光文件(.ies / .ldt),自己把曲线画出来看 —— 样本上印的那个数字,通常是四舍五入过的。

五、光斑直径怎么算

给定角度和距离,光斑直径是几何问题:

D = 2 × L × tan(θ ÷ 2)

L 是灯到被照面的距离,θ 是全角。

距离 10 米、全角 10 度:D = 2 × 10 × tan5° ≈ 1.75 米。

同样 10 米、全角 20 度:D = 2 × 10 × tan10° ≈ 3.53 米。

角度翻一倍,光斑直径翻一倍,光斑面积是四倍。

距离翻倍,光斑面积也是四倍,照度(lx)掉到四分之一 —— 角度和照度是一笔账的两面。

这条算式的用处是反推:先把台上要照的那块区域量出来,再倒推需要多少度的灯,而不是先买灯再挪位置。

⚠️ 注意这里用的是全角。有些厂家标的是半角,差一倍,谈之前要问清。

六、角度和中心光强的关系

同光通量下,光束角越小,光被压进越小的立体角,中心光强越高。

小角度可以近似认为光强与光束角的平方成反比:

光束角减半,中心光强大约变成四倍。

这就是为什么「同功率的灯,4 度和 25 度」在远距离上完全不是一个效果 —— 差的不是亮度,是能量被摊开的范围。

反过来也成立:角度压小换来的中心光强,是用覆盖率换的。

一只 4 度的灯打 10 米只有 0.7 米的光斑,照不了一排人。

所以谈「这只灯亮不亮」要连着角度说:只报光通量、不报光束角,等于话没说完 —— 同样的流明数,摊在 60 度里和压在 5 度里,是两种完全不同的工具。

七、选灯时要问的三句

光束角和光斑角是两个数:同一只灯,按哪个基准量(图3)
图3

第一句:这个角度是按哪个基准量的,50% 还是 10%。

第二句:有没有实测的配光文件,能不能给。有了它,覆盖可以自己算,不用信样本。

第三句:装在多高、照多远。角度脱离安装高度没有意义 —— 同一个 10 度,装在 3 米和装在 12 米,落地的光斑差四倍。

这条反过来用,就是选型最实用的一个动作:先把要照的区域宽度量出来,再除以安装距离,得到 tan 值,反推角度。

举两个数。装 3 米、要照 1.5 米宽:1.5 ÷ 3 ÷ 2 = 0.25,对应半角约 14 度,也就是需要约 28 度的全角灯。

同一块 1.5 米宽,装到 12 米高:1.5 ÷ 12 ÷ 2 = 0.0625,半角约 3.6 度,全角约 7 度。

同一个需求,安装高度差四倍,要的灯具角度差了四倍 —— 先定高度,再选角度,顺序不能倒。

现场调一次角度,要重新落一次串,就是 2 天工期。

彩排前 3 小时才发现前排过冲,改一次就是一整晚。

八、现场怎么核

验收时用照度计沿光斑走一条线,找到光强的两个边界。

按 50% 找,得到的是光束角;按 10% 找,得到的是光斑角。

两个数都可以算,但必须先确定按哪个基准,否则「实测 12 度、标称 10 度、判不合格」这种争议一定会出现。

边界处的照度往往很低,量的时候要压暗环境光,不然读数被环境光顶起来,边界会找不准。

九、这三类灯,边缘硬度差得多

舞台灯光里最常见的三类:光束灯、图案灯、切割灯。

光束灯的光束角和光斑角差得最多,边缘最软,做定点照射不能只看一个数。

切割灯靠成像,边缘最干脆,两个角才会最接近。

图案灯的边缘硬度取决于图案片和调焦。

灯光方案上写角度的时候,必须把这三类分开写。

同一个数字,装在三类灯上不是一回事。

常见问题

问:样本上只写一个角度,是哪个?

答:多数是 50% 那个光束角。但样本口径不统一,合同里最好写清基准,验收才不扯皮。

问:光束角和光斑角,哪个大?

答:光斑角大。它是从 50% 继续往外衰减到 10% 的那一段边界,所以一定在外面。

问:两个角差得多,说明灯不好吗?

答:不说明。它说明这只灯的边缘软,过渡平缓 —— 做洗墙、做面光往往就要这种;做远距离定点照射才需要边缘硬的灯。

问:全角和半角怎么分辨?

答:看数值。半角 10 度等于全角 20 度,差一倍。拿不准就直接问供方「这是全角还是半角」,并写进技术确认单。

电话咨询 13145729466