LED透镜变形和老化：对街道照明的影响

变形如何打破光纹

透镜是一种加工过的光学表面。它的棱镜和折射面经过计算，可以将每条光线弯曲到目标区域，并且计算假设表面保持在切割位置。变形会改变表面，一旦表面移动，透镜内的折射和反射路径就会偏离设计。本应在30 m处入射的光线会集中在15 m处;道路的远侧福尔斯会陷入阴影中。

我们在返回的固定装置上看到的三种模式：

• 局部凹陷或凸起 来自热量，通常在LED板上。它将光线聚焦在一个方向，并在另一侧打开一个黑暗区域。
• 穿过透镜面的 扭曲平面，使整个图案倾斜，并将光线投射到路边或窗户中。
• 安装引起的变形，其中过度扭转的垫圈或翘曲的外壳将透镜弯曲成热模型无法预测的形状。

偏差与变形量成比例，位置很重要：光学中心的变形区移动峰值强度，而边缘附近的相同变形主要移动截止线。

一个破碎的图案在真实的街道上的作用

在交通繁忙的城市干道上，设计假设覆盖均匀，变形表现为车道间的对比：一条车道明亮，相邻的车道昏暗。司机们认为这种对比是他们无法识别的危险，疲劳在走廊上积累。在居民区的街道上，行人和骑自行车的人共享路面，黑暗的区域隐藏了坑洞和石头。2这两种结果都可以追溯到同一个原因：设计承诺的均匀性不再存在。

老化如何削减光输出

光学级PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）在可见光波段的透射率约为92%。在长期的紫外线照射、热循环和潮湿条件下，其分子链降解，透射率下降福尔斯。同时发生两件事。大块材料吸收更多的LED输出，微裂纹和表面瑕疵散射了一部分剩余的LED输出。这两种损失都是永久性的，两者的预算都是一样的：到达路面的流明。

PC（聚碳酸酯）是另一种常见的透镜材料，在抗冲击性比透明度更重要的情况下选择。它的老化程度不同，在紫外线下变黄更快，但保持冲击强度的时间更长。这两种材料都不能在不通风、阳光照射的外壳中保持不变，这就是为什么透镜材料的选择属于夹具设计讨论而不是购买。我们的透镜参考和fixture material guide涵盖了我们如何权衡两者。

一个很少被记录下来的后果是：一旦透镜老化，发布的IES文档就不再描述灯具。测光是在新的透镜上测量的。在模拟中运行该文档，模型会夸大老化灯具的效果，有时会夸大到足以影响道路照明目标。照明模拟工作流只与您输入的测光文档一样诚实。

老化和显色

显色指数（CRI）衡量光源显示物体颜色的忠实程度。老化的透镜不仅会使光谱变暗，还会重塑光谱：降解的材料在不同波长上的吸收不均匀，因此到达街道的光不是LED发射的光谱。颜色辨别力会逐步降低，实际成本会落在任何颜色编码的东西上，从信号指示到标牌。驾驶员阅读移动光谱下的场景时，会获得不同平衡的相同光子，误差范围缩小。

眩光：两种故障模式都会引起眩光

一个健康的透镜控制光束角度，并在高角度下保护LED不被直接看到。变形打破了这种几何形状，被切断的光线现在以大角度直接进入司机和行人的眼睛。老化从材料方面攻击同样的控制：粗糙、模糊的表面散射光，这种散射是眩光。

眩光是最短的故障模式。它不需要致盲任何人;它只需要在人行横道上错过行人的那一秒降低视觉灵敏度。在所有透镜故障模式中，这是我们最紧急处理的一种，因为灯具在眩光的同时仍然可以在照度计上测量亮度。

我们检查的内容以及何时替换

在我们自己的设备上，检查很简单，只需一个手电筒和一个小时的日光：

1. 透镜表面出现 模糊或泛黄。可见泛黄是我们更换的触发因素，而不是化妆品说明。
2. 平坦度。 横跨透镜的直尺显示肉眼看不到的翘曲。
3. 裂纹和裂纹，特别是从安装点辐射。
4. 垫片状态，因为压缩垫片会泄漏和变形。

当外壳和LED板完好时，更换透镜，而不是整个灯具;改装透镜套件正是针对这种情况而存在，我们的改装透镜系列涵盖了普通外壳。如果LED板也发生漂移，诚实的解决方法是更换灯具，我们引用，而不是假装新的透镜恢复了十年的光学组件。

本页未涵盖的内容

本页介绍了透镜级退化。它不包括LED流明衰减，这是一个单独的老化曲线，与透镜化合物，它不设置更换间隔为您的气候，因为这取决于紫外线负载，外壳温度和材料等级。对于灯具级材料的选择，一体化太阳能路灯线展示了我们建造的透镜和外壳组合。