[发明专利]一种以亮度为基础的二次配光方法

摘要

本发明涉及一种以亮度为基础的二次配光方法，先根据路面照明要求建立数学模型，求出像方空间光强分布，然后建立数学模型，求出透镜之表面形状，最后，模拟验证配光效果；本发明综合考虑所有关系到行车、道路安全的道路照明指标，以亮度及其均匀度指标需求、眩光指标需求为设计出发点，并同时兼顾照度指标，针对不同路面需求，依据CIE144‑2001推荐的简化亮度系数表，设定不同的光分布空间曲线，实现自由配光，保证路面在行车方向上的亮度均匀性和驾驶者视场范围内无眩光，能同时满足业主和使用者的需求。

主权项

一种以亮度为基础的二次配光方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、根据路面照明要求建立数学模型，求出像方空间光强分布：CIE144定义亮度系数q(β，γ)＝dL(β，γ)/dE(β，γ)  ⑴亮度系数q(β，γ)与反射系数表Γ(β，Tanγ)的关系是：Γ(β，γ)＝q(β，γ)*COS3γ  (2)根据国标CJJ45‑2006对相应道路的照明亮度均匀性U0、眩光TI和环境比的要求，借助反射系数表Γ(β，Tanγ)，应用公式(1)(2)得到如下公式：dL(β，γ)＝(dI(β，γ)/L2)*q(β，γ)＝(dI(β，γ)/L2)*Γ(β，γ)/COS3γ  (3)其中，β，γ指路面被测点的极坐标，dL(β，γ)为路面被测点亮度，dI(β，γ)为路灯在路面被测点方向上的光强，L为路灯光强中心至被测点的距离；对公式(3)中光强dI(β，γ)值进行列举赋值，采用遗传算法快速收敛，得出像方空间的光强分布集合；步骤2、建立数学模型，求出透镜之表面形状：以光源光强分布为物方光强分布，步骤1所得的光强分布为像方光强分布，以透镜表面为界通过剪切法剪切为物方空间和像方空间，物方光强和像方光强在透镜外表面通过表面曲率的作用实现转换，即利用透镜表面的折射公式n*Sin i＝n'*Sin i' (4)，其中n、n'分别代表物方和像方折射率，i、i'分别代表透镜表面上光的入射角和出射角，通过剪切法进行制表、运算，得到曲面透镜外表面网格点的空间坐标，将该透镜网格点空间坐标导入现有的建模软件生成透镜3D文件；步骤3、模拟验证配光效果：(1)将该透镜3D文件导入光线追迹软件，选配相应光源IES文件进行模拟，生成灯具光强分布IES文件；(2)将生成的灯具光强分布IES文件导入照明场景模拟软件，模拟路面现场照明效果，验证路面亮度L、路面亮度总均匀度U0、路面亮度纵向均匀度UL、路面照度E的模拟值结果与目标值是否一致，若一致则透镜二次配光设计达到要求，若有不一致，则根据差异点调整相应被测点的dI(β，γ)值，重复步骤1至2，直至得出目标值。