การออกแบบแสงสว่างฟรีในการกระจายแสงสว่างตามอำเภอใจใน LED Road Lighting

ปัจจุบันมีจำนวนของการศึกษาเพื่อให้เกิดแหล่งกำเนิดแสง LED เดียวบนท้องถนนในรูปแบบการส่องสว่างสม่ำเสมอของจุดสี่เหลี่ยมเป็นเป้าหมายการออกแบบแสง LED รอง,

การออกแบบแสงนี้สามารถบรรลุได้โดยการเชื่อมต่อชุดเครื่องแบบการส่องสว่างทางถนนทั้งหมด แต่ในการใช้งานจริง แต่จะมีปัญหามากมาย ตามที่ปรากฏพื้นที่ไฟถนนสองส่วนของการเชื่อมต่อจะปรากฏเฉพาะถนนที่ได้รับแสงของสถานการณ์หากบุคคลตั้งอยู่ไดรเวอร์บนท้องถนนอาจไม่สามารถที่จะสังเกตเห็นการปรากฏตัวของเขาได้อย่างง่ายดายนำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุการจราจร แม้ว่าปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดยการทับซ้อนกัน แต่ความสม่ำเสมอของความสว่างของผิวถนนไม่ดีและไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการขับขี่ได้ ดังนั้นในแสงถนนในถนนไฟในทิศทางตามแนวยาวของการกระจายแสงควรจะไม่สม่ำเสมอการนำเสนอโดยรวมของกลางที่แข็งแกร่งการกระจายตัวอ่อนที่ปลายทั้งสองและผ่านการทับซ้อนกันที่เหมาะสมเพื่อให้บรรลุการกระจายตามยาวของ เครื่องแบบส่องสว่าง

ซึ่งหมายถึงอัตราส่วนของความส่องสว่างในระดับเฉลี่ยในพื้นที่แถบกว้าง 5 เมตรนอกถนนเพื่อเพิ่มความสว่างในแนวนอนโดยเฉลี่ยในถนนที่อยู่ติดกัน 5 เมตร ตัวอย่างเช่นโดยปกติแล้วจะต้องใช้ SR> 0.5 หากถนนไฟบนท้องถนนเพื่อสร้างความสว่างสม่ำเสมอของจุดสี่เหลี่ยมเพื่อตอบสนองความต้องการของสิ่งแวดล้อมมากกว่าความกว้างของพื้นที่แสงจะกว้างลดประสิทธิภาพแสง เมื่อพิจารณาถึงอัตราส่วนด้านสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพการกระจายแสงในทิศทางของความกว้างของถนนควรเปลี่ยนไปและความสว่างของทั้งสองด้านของถนนจะลดลง

ขึ้นอยู่กับการพิจารณาข้างต้นแสงถนนในโคมไฟถนนเดียวในความยาวถนนและความกว้างของการกระจายแสงควรจะกระจายเฉพาะ เพื่อให้เข้าใจถึงการแจกจ่ายนี้บทความนี้นำเสนอวิธีการออกแบบพื้นผิวแสงแบบออปติคัลแบบใหม่ของ LED เพื่อรับรู้ถึงการกระจายแสงโดยพลการ ตัวแปรการแยกจะถูกรวมเข้ากับวิธีย้ำการบล็อกพลังงานขั้นต่ำ วิธีนี้ผ่านแหล่งกำเนิดแสง LED และการแบ่งส่วนถนนพลังงานระหว่างทั้งสองสร้างแผนที่ สำหรับการทำแผนที่นี้ผิวเลนส์จะถูกสร้างขึ้นตามทฤษฎี ray edge, กฎหมาย Snell และวิธีการควบคุมข้อผิดพลาด ขั้นตอนการออกแบบคำนึงถึงการติดตั้งตำแหน่งและมุมของไฟถนนและในที่สุดเพื่อให้เกิดโคมไฟถนนเดียวในพื้นผิวถนนและการส่องสว่างตามแนวตั้งเป็นการกระจายเฉพาะของระบบแสง LED

สมมุติว่าศูนย์ S ของแหล่งกำเนิดแสง LED อยู่ที่จุดเริ่มต้นของระบบพิกัดฉากแล้วแสงของเหตุการณ์จะหักเหโดยพื้นผิวอิสระของดัชนีหักเหเป็น M ส่งออกและดัชนีการหักเหของด้านนอก พื้นที่ของเลนส์คือ /. ระนาบตรงกับจุด (:, 3,) และจุดสว่าง

ตามกฎหมายของ Snell ที่จุด P บนพื้นผิวที่ว่างรังสีที่เกิดขึ้น 3 แสงที่ส่งออก 0 และเวกเตอร์ปกติ N ตอบสนองความที่ 7 และเป็นเวกเตอร์หน่วย เราสามารถหาค่าพิกัดของจุด P (, y, z) บนพื้นผิวอิสระและเวกเตอร์ทั่วไป 10. ขั้นตอนการออกแบบของเลนส์พื้นผิวรูปแบบอิสระแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน คือความสัมพันธเกี่ยวกับการใชพลังงานและการสรางพื้นผิวของเลนส เมื่อมีการสร้างความสัมพันธ์ในการทำแผนที่พลังงานสมมติว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงเท่ากับพลังงานแสงของพื้นผิวที่ได้รับแสงสว่างสมการหนึ่งสมการการอนุรักษ์พลังงานสามารถแสดงได้ว่าเป็นความเข้มแสงของแหล่งกำเนิดแสงที่ตรงกับทางออกของแสง (i) หมายถึงความสว่างของจุด P บนพื้นผิวรับและ D หมายถึงพื้นที่สว่างบนพื้นผิวรับ M. วิธีการสร้างความสัมพันธ์ในการทำแผนที่พลังงานที่เสนอในเอกสารฉบับนี้คือการรวมกันของ ตัวแปรการแยกตัวและการทำซ้ำขั้นต่ำของบล็อกพลังงาน วิธีการแยกตัวแปรแบบดั้งเดิมสามารถใช้ในการส่องสว่างสม่ำเสมอการออกแบบเลนส์หลอดไฟ LED ถนนจะได้รับผลลัพธ์ที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามสำหรับการกระจายแสงสว่างถนนในถนนขวางและแนวตั้งไม่ได้ออกแบบเลนส์หลอดไฟถนนเดียวใช้ง่ายของผลการแยกตัวแปรวิธีไม่เหมาะซึ่งข้อ จำกัด ของซอฟต์แวร์ออกแบบเลนส์มีความสัมพันธ์ บทความนี้สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการรวมวิธีทำซ้ำขั้นต่ำสำหรับบล็อกพลังงาน

แหล่งกำเนิดแสง LED แบ่งตามวิธีการแยกตัวแปร พลังงานของแหล่งกำเนิดแสงจะถูกแบ่งออกเป็นจำนวนบาร์พลังงานในทิศทาง 0 และฟลักซ์การส่องสว่างของแถบพลังงานแต่ละตัวสามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้ (3): พลังงานของ ความยาวของพื้นผิวรับตามด้วยการทำซ้ำขั้นต่ำบล็อกพลังงาน พื้นผิวรับจะแบ่งเป็นหลายส่วนของแถบยาวที่มีช่องว่างเล็ก ๆ น้อย ๆ พอสมควรในทิศทางตามยาว เนื่องจากการกระจายความส่องสว่างบนพื้นผิวรับเป็นที่รู้จักกันฟลักซ์การส่องสว่างที่ได้รับโดยแต่ละแถบยาวเป็นที่รู้จักและฟลักซ์ส่องสว่างถูกซ้อนทับในทางกลับกันเมื่อฟลักซ์ส่องสว่างถึงฟลักซ์ส่องสว่างของแถบพลังงานที่สอดคล้องกับแหล่งกำเนิดแสงการซ้อนทับ ของแถบเริ่มต้นและสิ้นสุดคือขอบเขตของแถบพลังงานที่สอดคล้องกับแหล่งกำเนิดแสง หลังจากทำซ้ำหลายครั้งผิวรับสามารถแบ่งออกเป็นแถบพลังงานหลาย ๆ ตัวในทิศทางความยาวได้สอดคล้องกับแถบพลังงานของแหล่งกำเนิดแสง (B) แสดงแถบพลังงานหารด้วยความยาวของพื้นผิวรับและความกว้างของแถบพลังงานแต่ละอันเกี่ยวข้องกับการกระจายแสงของพื้นผิวถนน

เลนส์นี้วางอยู่ในระบบแสงสว่างสำหรับการจำลองเพื่อให้ได้ไฟถนนแบบเดียวบนพื้นผิวถนนที่ส่องสว่างตามที่แสดง

ผลการจำลองจะเปรียบเทียบกับการกระจายแสงสว่างถนนที่กำหนดและการกระจายแสงในทิศทางความยาวของถนนจะแสดงเป็น 0 สำหรับความยาวของถนนที่ต่างกันและในทิศทางความกว้างของถนน ความเท่าเทียมกันของการส่องสว่างทั้งหมดบนถนนมีค่าเท่ากับ 0.93 และมีค่าประมาณ 0.55 ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ

3 บทสรุปเพื่อให้บรรลุถนนแสงในถนนรวมความสว่างและความสม่ำเสมอของความสว่างและในเวลาเดียวกันเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมไฟถนนเดียวในความยาวถนนและความกว้างของแสงสว่างควรแสดงการกระจายเฉพาะ วิธีการออกแบบพื้นผิวฟรีแสงที่นำเสนอในเอกสารฉบับนี้สามารถรับรู้ความแตกต่างของการกระจายแสงบนผิวถนนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามกฎของการอนุรักษ์พลังงานการแยกตัวแปรและวิธีการซ้ำซ้อนของบล็อกพลังงานต่ำสุดจะใช้เพื่อจับคู่แหล่งกำเนิดแสงและพื้นผิวรับและการทำแผนที่พลังงานจะเกิดขึ้นระหว่างสอง สำหรับการทำแผนที่นี้พื้นผิวของเลนส์จะถูกสร้างขึ้นตามกฎหมายของ Snell ทฤษฎี ray edge และวิธีการควบคุมข้อผิดพลาด นอกจากนี้บทความนี้ยังวิเคราะห์มุมวางที่เหมาะสมของไฟถนน LED และเส้นกึ่งกลางของเส้นถนนที่ตั้งฉากกับขั้วเมื่อมีส่วนช่วยในการออกแบบและผลิตโคมไฟถนนมากที่สุด ในเอกสารฉบับนี้เลนส์เลนถนนได้รับการออกแบบโดยมีการกระจายโคไซน์ของความยาวของถนนที่กำหนดไว้และเป็นตัวอย่างของวิถีโคจรของทิศทางความกว้าง ในเวลาเดียวกันตำแหน่งและมุมของโคมไฟถนนจะถูกวิเคราะห์ด้วยวิธีสังเคราะห์และจะได้รับเลนส์พื้นผิวที่ไม่ต่อเนื่องที่ไม่สมมาตร ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าการส่องสว่างอยู่ใกล้กับการกระจายโคไซน์ในทิศทางของทางเท้าและข้อผิดพลาดน้อยกว่า 6% การส่องสว่างในทิศทางความกว้างของทางเท้าใกล้กับการกระจายรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีข้อผิดพลาดน้อยกว่า 10% ความส่องสว่างทั้งหมดของทางเท้าเท่ากับ 0.93 อัตราส่วนสภาพแวดล้อมคือ 0.55 เพื่อตอบสนองความต้องการของแสงสว่างถนน วิธีนี้มีประสิทธิภาพสามารถบรรลุการกระจายแสงโดยพลการของการออกแบบระบบแสง LED โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบเลนส์ถนนสายไฟถนน