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輸入計算

數學公式

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結果

光斑直徑
1.3
meters at 2 m distance
光束角 36°
光斑半徑 0.65 m
照射面積 1.327 m²

這個計算器的用途

「光束角轉光斑直徑計算器」可將燈具的光束角與投射距離,換算成投射到牆面或地面上那圈光(也就是「光斑」)的直徑。它廣泛應用於舞台燈光、攝影打光、建築照明與 LED 嵌燈規劃,讓你在安裝前就能先預估光束會打出多大的範圍。

使用方式

輸入以度數表示的光束角(多數燈具規格表上都會標示,常見值有 10°、25°、36°、60°),再輸入燈具到照射面之間的距離(單位為公尺)。計算器會回傳光斑的直徑、半徑與整體照射面積。

公式說明

光線會以中心軸為基準對稱地呈圓錐狀擴散。在距離 \(d\) 處,光斑半徑等於 \(d \times \tan(\theta/2)\),其中 \(\theta\) 為完整的光束角。半徑乘以 2 即為直徑:

$$D = 2 \times d \times \tan\!\left(\frac{\theta}{2}\right)$$

之所以要將角度除以 2,是因為光束角量測的是整個圓錐的張角,而正切關係用的是從中心軸到光束邊緣的角度。照射面積則由圓面積公式 \(A = \pi \cdot (D/2)^2\) 求得。

燈具向表面投射圓錐的示意圖,標示光束角、距離和光斑直徑
光束角 \(\theta\)、投射距離 \(d\) 和由此得到的光斑直徑 \(D\),構成了公式背後的幾何關係。

實例演算

假設一盞光束角 36° 的聚光燈,安裝在距離牆面 2 公尺處。角度的一半為 18°,而 \(\tan(18°) \approx 0.32492\)。因此 $$D = 2 \times 2 \times 0.32492 \approx 1.30 \text{ 公尺}$$ 照射面積為 \(\pi \times (0.65)^2 \approx 1.33\) 平方公尺。

直角三角形,展示範例中的半光束角、距離和半光斑直徑
將圓錐一分為二,即可看到用於推導光斑半徑的直角三角形。

常见光束角度及其光源分布

照明制造商将灯具分为几个宽泛的光束角级别。窄光束将光线集中到一个紧密、明亮的照射区域,而宽光束则将相同的流明值分散到更大面积上,但光强度更低。以下类别广泛应用于聚光灯、轨道照明、筒灯和建筑照明灯具。

分类 光束角 典型应用
超窄聚光 \(\leq 10^\circ\) 强调小型物体、突出雕塑、珠宝展示、远距离强调照明
聚光 \(10^\circ\!-\!18^\circ\) 艺术品、零售产品特色、集中任务强调
窄泛光 \(18^\circ\!-\!28^\circ\) 强调照明、特色墙面洗光、展示柜
泛光 \(28^\circ\!-\!40^\circ\) 常规强调和任务照明、厨房台面、工作面
宽泛光 \(40^\circ\!-\!60^\circ\) 环境室内照明、均匀覆盖、吸顶筒灯
超宽泛光 \(> 60^\circ\) 广泛环境洗光、低矮天花板、宽幅均匀覆盖

请注意,光束角(光强度至少为峰值50%的锥形区域)不同于较宽的光场角(光强度至少为峰值10%)。本页面上的光点直径公式使用发布的光束角。

常見問題

什麼是光束角?光束角是指光線強度衰減到中心(最大)強度 50% 的兩個對稱點之間的夾角,也就是「有效光」所形成的圓錐張角。

可以用英尺計算嗎?可以,光斑直徑的單位會與你輸入的距離單位一致。輸入英尺,得到的就是英尺(面積則為平方英尺)。

光束角與場角有何不同?場角(強度由 50% 降至 10% 的範圍)較寬,會形成範圍更大但較暗的外圈。如果你想知道的是完整的照亮範圍,而非明亮的核心區域,就應採用場角。

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