1.1 Wie verändert eine Verformung den Weg der Lichtbrechung und -reflexion?

Eine der Hauptfunktionen der optischen Linse besteht darin, die Lichtausbreitung präzise zu steuern und so eine gleichmäßige Abdeckung des Zielbereichs sicherzustellen. Sobald sich die Linse verformt, wird ihre sorgfältig gestaltete optische Struktur zerstört. Dies führt dazu, dass die Brechungs- und Reflexionspfade des Lichts innerhalb der Linse von ihren beabsichtigten Flugbahnen abweichen. Unter idealen Bedingungen sollte die Linse beispielsweise das von den LEDs ausgestrahlte Licht gleichmäßig auf die Straßenoberfläche projizieren und so eine gleichmäßige und gut beleuchtete Fläche schaffen. Wenn sich die Linse jedoch verformt, kann sich das Licht auf eine Seite konzentrieren, was zu einer starken Unterausleuchtung auf der anderen Seite und zur Entstehung großer dunkler Zonen führt. Dies beeinträchtigt nicht nur das Erscheinungsbild der Straße, sondern birgt auch Sicherheitsrisiken für Fußgänger und Fahrzeuge. Nachts kann es für Fußgänger in dunklen Bereichen schwierig sein, die Straßenoberfläche zu erkennen, was die Stolpergefahr erhöht. Für Autofahrer entstehen durch dunkle Zonen tote Winkel, die leicht zu Verkehrsunfällen führen können.

• Lokale Verformungen der Linse können das Licht in eine bestimmte Richtung fokussieren und so die Gleichmäßigkeit der gesamten Lichtverteilung zerstören.
• Je größer die Verformung, desto ausgeprägter ist die Abweichung in der Lichtverteilung und desto unregelmäßiger ist die beleuchtete Fläche.
• Unterschiedliche Verformungspositionen haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Lichtverteilung und erfordern eine Analyse auf der Grundlage des spezifischen Ortes und Ausmaßes der Verformung.

1.2 Welche spezifischen Effekte treten bei unterschiedlichen Beleuchtungsszenarien auf?

Nehmen Sie zwei gängige Außenbeleuchtungsszenarien: städtische Hauptverkehrsadern und Wohnstraßen. Städtische Verkehrsadern sind stark befahren und erfordern eine hohe Gleichmäßigkeit und Abdeckung der Straßenbeleuchtung. Eine Verformung der Linse kann zu einer ungleichmäßigen Ausleuchtung der Fahrspuren führen – eine Spur hell, eine andere dunkel –, was das visuelle Urteilsvermögen des Fahrers beeinträchtigt, die Ermüdung des Fahrers erhöht und das Unfallrisiko erhöht. In Wohnstraßen, in denen sich häufiger Fußgänger und nicht motorisierte Fahrzeuge aufhalten, können durch die Linsenverformung verursachte dunkle Zonen dazu führen, dass Anwohner Hindernisse wie Schlaglöcher oder Steine ​​nicht erkennen können, was zu Unfallverletzungen führen kann. Darüber hinaus verschlechtert eine ungleichmäßige Beleuchtung die Gesamtumgebung des Wohngebiets und verringert den Wohnkomfort der Bewohner.

2.1 Warum verringert sich durch Alterung die Lichtintensität?

Im Laufe der Zeit und unter dem Einfluss rauer Außenumgebungen altert die optische Linse allmählich. Dabei verändern sich die innere Struktur und die optischen Eigenschaften des Linsenmaterials. Beispielsweise unterliegen gängige Linsenmaterialien wie PMMA (Polymethylmethacrylat) einem allmählichen molekularen Abbau, wenn sie langfristig ultravioletter Strahlung, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit ausgesetzt werden, was zu einem Abfall der Lichtdurchlässigkeit führt. Dies bedeutet, dass beim Durchgang von Licht durch eine gealterte Linse mehr Lichtenergie absorbiert oder gestreut wird, was zu einer erheblichen Verringerung der Lichtintensität führt, die letztendlich die Straßenoberfläche erreicht. Eine verringerte Lichtintensität verringert direkt die Beleuchtungshelligkeit auf der Straße, lässt sie düster erscheinen, verringert die visuelle Klarheit und verursacht Sehbeschwerden für Fußgänger und Autofahrer, wodurch die Erkennung der Umgebung schwieriger wird.

• Die Alterung des Materials erhöht die Lichtabsorption und verringert die Effizienz der Lichtdurchlässigkeit.
• Mikrorisse oder Schönheitsfehler, die während der Alterung entstehen, streuen das Licht zusätzlich und verschwenden Lichtintensität.
• Verschiedene Linsenmaterialien altern unterschiedlich schnell, sodass auch ihr Einfluss auf die Lichtintensität unterschiedlich ist.

2.2 Welche negativen Auswirkungen hat die Alterung auf den Farbwiedergabeindex?

Die Linse beeinflusst nicht nur die Lichtintensität, sondern spielt auch eine wichtige Rolle für den Farbwiedergabeindex der Straßenlaterne. Der Farbwiedergabeindex (CRI) gibt an, wie genau eine Lichtquelle die wahren Farben von Objekten wiedergibt. Unter normalen Bedingungen sorgt eine hochwertige Linse dafür, dass die Lichtleistung und das vom LED-Chip emittierte Spektrum richtig kombiniert werden, sodass Objekte unter der Straßenlaterne realistische Farben anzeigen können, die denen bei natürlichem Licht nahekommen. Wenn die Linse jedoch altert, beeinträchtigen Änderungen der Materialeigenschaften diese Kombination und verändern die Spektralverteilung, die letztendlich das Objekt erreicht. Dadurch wird das vom Objekt reflektierte Licht verzerrt und dadurch der CRI verringert. Unter einer gealterten Linse können beispielsweise die Farben von Verkehrsschildern auf der Straße verschwimmen und schwer zu erkennen sein – ein Aspekt von entscheidender Bedeutung für die Verkehrssicherheit, da er Fahrer irreführen und zu Verkehrsverwirrungen führen kann.

3.1 Wie erhöhen Verformung oder Alterung die Blendung?

Eine normale optische Linse nutzt ihre sorgfältig entworfene optische Struktur, um den Abstrahlwinkel effektiv zu steuern und Blendung zu reduzieren. Sobald sich die Linse jedoch verformt oder altert, ändert sich die Situation völlig. Eine verformte Linse verliert die Kontrolle über den Abstrahlwinkel, sodass einige Lichtstrahlen in einem großen Winkel auf die Augen von Fußgängern oder Autofahrern treffen und so zu Blendung führen. Ebenso kann eine gealterte Linse eine raue Oberfläche entwickeln, die zu einer diffusen Lichtreflexion führt, die die Blendung noch verstärkt. Blendung verursacht für das menschliche Auge starke Beschwerden, verringert sofort die Sehempfindlichkeit und beeinträchtigt die klare Beobachtung von Zielobjekten. Bei Nachtfahrten kann die Blendung durch Straßenlaternen den Fahrer vorübergehend blenden, die Fahrsicherheit ernsthaft gefährden und die Wahrscheinlichkeit von Verkehrsunfällen erhöhen.

3.2 Welche umfassenden Auswirkungen ergeben sich auf die Gesamtbeleuchtungsqualität?

Eine Reihe von Problemen, die durch Linsenverformung oder -alterung verursacht werden – ungleichmäßige Lichtverteilung, verringerte Lichtintensität, niedrigerer Farbwiedergabeindex und erhöhte Blendung – beeinträchtigen zusammengenommen die Beleuchtungsqualität von LED-Außenstraßenlaternen erheblich. Für eine hohe Lichtqualität sind neben ausreichender Helligkeit und gleichmäßiger Verteilung auch eine genaue Farbwiedergabe und eine geringe Blendung erforderlich. Die oben beschriebenen Linsenprobleme beeinträchtigen die Lichtqualität erheblich und erfüllen nicht den Bedarf der Öffentlichkeit an sicheren und komfortablen Reiseumgebungen. Daher sind die rechtzeitige Erkennung und Behebung von Linsenverformungen und -alterungen von großer Bedeutung für die Verbesserung der Qualität der Außenbeleuchtung und die Gewährleistung der Sicherheit im öffentlichen Verkehr.

• Überprüfen Sie die optische Linse regelmäßig auf Anzeichen von Verformung oder Alterung und ergreifen Sie entsprechende Maßnahmen.
• Wählen Sie zuverlässige Linsenmaterialien mit starken Anti-Aging-Eigenschaften, um die Lebensdauer zu verlängern.
• Optimieren Sie das Linsendesign und die Installation, um das Risiko einer Verformung zu verringern und die Lichtstabilität zu verbessern.