Here, ϴ is LED light-emitting angle

Here, ϴ is LED light-emitting angle, E0(r) represents the illuminance distribution of the surface light source when ϴ = 0°. Since the luminous intensity distribution of a standard Lambertian surface light source is approximately an ideal cosine function distribution, so the value of n for a standard Lambertian surface light source is approximately 1.

Through the above analysis we know that:

(1)
when ϴ = 0°, the luminous intensity is maximum;
(2)
when ϴ = 90°, the luminous intensity value is approximately zero. However, in the practical application, the value of n for the LED often increases due to same reasons (e.g. encapsulated reasons) with the increase of the light-emitting angle. So it is usually greater than 1.
(3)
when 0° < ϴ < 90°, if View the MathML source, View the MathML source.
It means

equation(2)
View the MathML source
Turn MathJax on

which is

equation(3)
View the MathML source
Turn MathJax on

So when the light source is illuminated to the target receiving plane perpendicular to the optical axis direction, the intensity distribution of the light source is [7]:

equation(4)
View the MathML source
Turn MathJax on

which I0 represents luminous intensity on the normal line, r is the distance between LED and the target reception plane, By Formula (4) that, the illuminance of LED at an arbitrary point P (x, y) in the Cartesian coordinate system on the x, y plane can be expressed as
equation(5)
View the MathML source
Turn MathJax on

which I represents light intensity of the surface light source, (X,Y) represents the coordinates of the surface light source in the x, y plane point.
In order to better study the LED array, we may study the light intensity distribution of two LEDs at a certain distance apart from each other. Because LED is a kind of incoherent light source,the total intensity of illumination at a certain area of the plane is the superposition of the two individual LEDs [8].

equation(6)
View the MathML source
Turn MathJax on

which d is the distance between the two LEDs.
Formula (6) shows that, with the increase of d, the irradiation area of the two LEDs increases. However, in the middle part of the illumination area, the illuminance near the origin is often lower than those on both sides, resulting in poor uniformity of illumination [9].

Therefore, we need to figure out the number of d when the illumination uniformity is good.

We assume thatView the MathML source

so

equation(7)
View the MathML source
Turn MathJax on

Make Z = 100 mm, we can figure out that dmax = 21.822mm.

2.2. The illumination of the LED supplementary lighting system

We use Lighttools 7.1 to optimize the LED array. Taking into account the actual working distance of the LED device, LED plant lights working distance is set about 0.8–1 m or so. So we will set the optimized distance as 1m. Because the cover in front of the supplementary lighting system is flat glass, so we can just optimize the LED system by optimizing the coordinates of the LEDs. Calculated by the software, the radiation power received by the receiver at one meter distance is 39.923 W, so the optical efficiency of the LED supplementary lighting system is [10]:

equation(8)
View the MathML source
Turn MathJax on

The red and blue LED supplementary lighting system of 50 W produces 1 m2 light spot at a distance of about one meter, the optical efficiency is about 80%. The illuminance of supplementary lighting system which consists of 50 LEDs at a distance of 1 m is as shown in Fig. 5. From Fig. 5 we can see that the illuminance is uniform (Table 3).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ที่นี่ ϴเป็น LED เปล่งแสงมุม E0(r) แสดงการกระจายความสว่างของแสงพื้นผิวมาเมื่อϴ = 0° ตั้งแต่การกระจายความเข้มแสงของมาตรฐาน Lambertian พื้นผิวแสง ประมาณการกระจายฟังก์ชันโคไซน์เหมาะ ดังนั้นค่าของ n สำหรับมาตรฐาน Lambertian ผิวแหล่งกำเนิดแสงคือ ประมาณ 1ผ่านการวิเคราะห์ข้างต้น เรารู้ว่า:(1)เมื่อϴ = 0° ความเข้มแสงได้สูงสุด(2)เมื่อϴ = 90° ค่าความเข้มแสงเป็นศูนย์โดยประมาณ อย่างไรก็ตาม ในโปรแกรมการปฏิบัติ ค่าของ n สำหรับไฟ LED มักจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเหตุผลเดียวกัน (เช่นสรุปสาเหตุ) การเพิ่มขึ้นของมุมเปล่งแสง ดังนั้นจึงมักจะมากกว่า 1(3)เมื่อ 0° < ϴ < 90° ถ้าดูแหล่ง MathML ดูแหล่ง MathMLหมายความว่าequation(2)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxซึ่งเป็นequation(3)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxดังนั้น เมื่อแหล่งกำเนิดแสงสว่างไปยังเป้าหมายรับระนาบตั้งฉากกับทิศทางของแกนแสง การกระจายความเข้มของแหล่งกำเนิดแสงคือ [7]:equation(4)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxI0 ซึ่งแสดงถึงความเข้มของแสงบนบรรทัดปกติ r เป็นระยะระหว่าง LED และเครื่องบินต้อนรับเป้าหมาย (4) ว่า ความสว่างของหลอด LED ที่มีกำหนดจุด P (x, y) ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนใน x, y ระนาบสามารถแสดงโดยสูตรequation(5)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxซึ่งผมหมายถึงความเข้มแสงของแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิว, (X, Y) แสดงพิกัดของแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวใน x, y ระนาบจุดเพื่อศึกษาอาร์เรย์ LED ดีกว่า เราอาจศึกษาการกระจายความเข้มแสงของ Led สองมีระยะห่าง เนื่องจาก LED เป็นชนิดของแหล่งกำเนิดแสงร่วนซุย เข้มข้นของการส่องสว่างที่พื้นที่บางส่วนของเครื่องบินเป็น superposition ของ Led แต่ละสอง [8]equation(6)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxซึ่ง d คือ ระยะห่างระหว่างสองไฟ Ledสูตร (6) แสดงว่า เพิ่ม d ไฟ Led สองพื้นที่ฉายรังสีเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในส่วนตรงกลางของพื้นที่สว่าง สว่างใกล้ต้นกำเนิดได้มักจะต่ำกว่าทั้งสองด้าน ส่งผลให้ไม่ดีความสม่ำเสมอของการส่องสว่าง [9]ดังนั้น เราต้องคิดออกจำนวน d เมื่อความสม่ำเสมอของแสงดีเราสมมติ thatView แหล่ง MathMLดังนั้นequation(7)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxให้ Z = 100 mm เราสามารถคิดออกว่า dmax = 21.822mm2.2. การส่องสว่างของ LED ระบบแสงเพิ่มเติมเราใช้ Lighttools 7.1 เพื่อปรับอาร์เรย์ LED คำนึงถึงระยะการทำงานจริงของอุปกรณ์ LED โรงงานไฟ LED ตั้งระยะการทำงานเกี่ยวกับ 0.8-1 เมตรหรือมากกว่านั้น ดังนั้น เราจะตั้งค่าระยะห่างที่เหมาะสมเป็น 1 เมตร เนื่องจากฝาปิดด้านหน้าระบบไฟเสริม กระจก เพื่อให้เราสามารถ เพิ่มประสิทธิภาพของระบบ LED โดยเพิ่มพิกัดของไฟ Led คำนวณ โดยซอฟต์แวร์ พลังงานรังสีที่ได้รับ โดยตัวรับสัญญาณที่ระยะ 1 เมตรคือ 39.923 W เพื่อให้ประสิทธิภาพออปติคอลระบบเสริมไฟ LED [10]:equation(8)ดูแหล่งข้อมูล MathMLเปิด MathJaxสีแดง และสีน้ำเงิน LED ระบบเสริมไฟ 50 W ผลิต 1 m2 แสงจุดที่ระยะประมาณ 1 เมตร ประสิทธิภาพออปติคอลอยู่ที่ประมาณ 80% ความสว่างของแสงเพิ่มเติมระบบซึ่งประกอบด้วย Led 50 ที่ระยะ 1 เมตร ได้ดังแสดงในรูปที่ 5 จากรูป เราจะเห็นว่าความสว่างที่สม่ำเสมอ (ตารางที่ 3)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มุมเปล่งแสงที่นี่Θคือ LED, E0 (R) หมายถึงการกระจายความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวเมื่อΘ = 0 ° เนื่องจากการกระจายความเข้มการส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวมาตรฐาน Lambertian จะอยู่ที่ประมาณการกระจายฟังก์ชันโคไซน์เหมาะดังนั้นค่า n สำหรับแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวมาตรฐาน Lambertian จะอยู่ที่ประมาณ 1.

การวิเคราะห์ข้างต้นเรารู้ว่า:

(1)
เมื่อΘ = 0 °ความเข้มการส่องสว่างสูงสุด
(2)
เมื่อΘ = 90 °ค่าความเข้มส่องสว่างอยู่ที่ประมาณศูนย์ อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริงค่าของ n สำหรับทำให้มักจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเหตุผลเดียวกัน (เช่นเหตุผลที่ห่อหุ้ม) กับการเพิ่มขึ้นของมุมเปล่งแสง ดังนั้นมันเป็นเรื่องปกติมากกว่า 1
(3)
เมื่อ 0 ° <Θ <90 °ถ้าดูแหล่งที่มา MathML, ดูแหล่งที่มา MathML.
มันหมายถึง

สมการ (2)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ซึ่งเป็น

สมการ (3)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ดังนั้นเมื่อมีแสงไฟส่องสว่างไปยังเป้าหมายที่ได้รับเครื่องบินตั้งฉากกับทิศทางแกนแสงที่กระจายความเข้มของแสงไฟ [7]:

สมการ (4)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ซึ่ง I0 แสดงให้เห็นถึงความเข้มส่องสว่างบนเส้นปกติ r คือระยะห่างระหว่าง LED และเครื่องบินแผนกต้อนรับส่วนหน้าเป้าหมายโดยใช้สูตร (4) ที่สว่างของไฟ LED ที่จุด P โดยพลการ (x, y) ในคาร์ทีเซียนระบบพิกัดบน x เครื่องบิน Y สามารถแสดงเป็น
สมการ (5)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ซึ่งผมแสดงให้เห็นถึงความเข้มของแสงแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิว (x, y) หมายถึงพิกัดของแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวใน x ที่จุดเครื่องบิน Y
เพื่อให้ดีขึ้นการศึกษาอาร์เรย์ LED เราอาจศึกษาการกระจายความเข้มของแสง LED สองในระยะทางที่กำหนดห่างจากกัน เพราะ LED เป็นชนิดของแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่ต่อเนื่องกันให้เข้มรวมของการส่องสว่างที่บางพื้นที่ของเครื่องบินคือการทับซ้อนของทั้งสองไฟ LED บุคคล [8].

สมการ (6)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ซึ่ง d คือระยะทาง ระหว่างสองไฟ LED.
สูตร (6) แสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มขึ้นของ D ซึ่งเป็นบริเวณที่ฉายรังสีของทั้งสองไฟ LED ที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามในส่วนตรงกลางของพื้นที่การส่องสว่างที่สว่างอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดมักจะต่ำกว่าผู้ที่อยู่ในทั้งสองฝ่ายส่งผลให้ในความสม่ำเสมอที่ดีของการส่องสว่าง [9].

ดังนั้นเราจึงจำเป็นที่จะคิดออกจำนวน D เมื่อความสม่ำเสมอของการส่องสว่าง เป็นสิ่งที่ดี.

เราคิด thatView แหล่ง MathML

เพื่อให้

สมการ (7)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax บน

ยี่ห้อ Z = 100 มมเราสามารถคิดออกว่า DMAX = 21.822mm.

2.2 ไฟส่องสว่างของระบบไฟ LED เสริม

เราใช้ Lighttools 7.1 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอาร์เรย์ไฟ LED โดยคำนึงถึงระยะการทำงานจริงของอุปกรณ์ไฟ LED, ระยะห่างจากไฟ LED ทำงานโรงงานมีการตั้งค่าเกี่ยวกับ 0.8-1 เมตรหรือมากกว่านั้น ดังนั้นเราจะกำหนดระยะทางที่ดีที่สุดเป็น 1m เพราะฝาครอบด้านหน้าของระบบแสงเสริมเป็นแก้วแบนดังนั้นเราก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบไฟ LED โดยการเพิ่มประสิทธิภาพพิกัดของไฟ LED ที่ จากการคำนวณโดยซอฟต์แวร์พลังงานรังสีที่ได้รับจากตัวรับสัญญาณที่ระยะหนึ่งเมตรเป็น 39.923 W ดังนั้นประสิทธิภาพแสงของระบบไฟ LED เสริม [10]:

สมการ (8)
ดูแหล่งที่มา MathML
เปิด MathJax ใน

สีแดงและสีฟ้า ระบบไฟ LED เสริม 50 วัตต์ให้จุดไฟ 1 m2 ที่ระยะทางประมาณหนึ่งเมตรที่มีประสิทธิภาพแสงเป็นประมาณ 80% สว่างของระบบแสงเสริมซึ่งประกอบด้วย 50 ไฟ LED ที่มีระยะทาง 1 เมตรเป็นดังแสดงในรูป 5. จากรูป 5 เราจะเห็นว่าสว่างเป็นชุด (ตารางที่ 3)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ที่นี่ ϴนำหน้ามุม , E0 ( R ) แสดงถึงการกระจายของพื้นผิวแสงเมื่อϴ = 0 องศา . เนื่องจากความเข้มของแสงกระจายมาตรฐานผิว lambertian แหล่งกำเนิดแสงประมาณอุดมคติโคไซน์ฟังก์ชันการกระจาย ดังนั้นค่าของ n ที่เป็นมาตรฐาน ผิว lambertian แหล่งกำเนิดแสงประมาณ 1ผ่านการวิเคราะห์ข้างต้นเราทราบว่า( 1 )เมื่อϴ = 0 องศา , ความเข้มการส่องสว่างเป็นสูงสุด ;( 2 )เมื่อϴ = 90 องศา ค่าความเข้มของการส่องสว่างประมาณ 0 แต่ในใบสมัครจริง ค่าของ n สำหรับ LED มักจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเหตุผลเดียวกัน ( เช่น ห่อหุ้มด้วยเหตุผล ) ด้วยการเพิ่มของหน้ามุม ดังนั้นมันมักจะมากกว่า 1( 3 )เมื่อ 0 ° < ϴ < 90 องศา ถ้าดู MathML ที่มาดู MathML แหล่งมันหมายถึงสมการ ( 2 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนซึ่งเป็นสมการ ( 3 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนดังนั้น เมื่อแสงส่องสว่างไปยังเป้าหมายที่ได้รับเครื่องบินตั้งฉากกับแกนแสงทิศทางต่างๆ การกระจายของแหล่งแสง [ 7 ] :สมการ ( 1 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนซึ่งได้แสดงถึงความเข้มของการส่องสว่างบนเส้นปกติ r คือ ระยะห่างระหว่าง LED และเป้าหมายรับเครื่องบิน ตามสูตร ( 4 ) ว่า ความสว่างของ LED ที่จุด P ( x , y ) โดยพลการในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนใน X , Y เครื่องบินสามารถแสดงเป็นสมการ ( 5 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนซึ่งผมหมายถึง ความเข้มของแสงจากพื้นผิวแสง ( x , y ) เป็นพิกัดของพื้นผิวของแหล่งกำเนิดแสงในระนาบ x , y จุดเพื่อศึกษาแบบ LED ดีกว่า เราอาจจะศึกษาการกระจายของความเข้มแสงสอง LEDs ที่ระยะทางหนึ่งนอกเหนือจากแต่ละอื่น ๆ เพราะ LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบ รวมๆ ความเข้มของแสงในบางพื้นที่ของเครื่องบินมีรวมสอง LEDs บุคคล [ 8 ]สมการที่ ( 6 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนซึ่งมีระยะห่างระหว่างสองไฟ LEDสูตร ( 6 ) แสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มขึ้นของ D , การฉายรังสีบริเวณสองไฟเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในส่วนตรงกลางของพื้นที่แสง , ความสว่างใกล้กำเนิดมักจะต่ำกว่าทั้งสองข้าง ส่งผลให้ความไม่ดีของรัศมี [ 9 ]ดังนั้นเราจึงต้องการที่จะคิดออกจำนวนของ D เมื่อแสงสว่างสม่ำเสมอดีเราถือว่า thatview ใน MathML แหล่งดังนั้นสมการที่ ( 7 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนให้ Z = 100 มม. เราสามารถรู้ได้ว่า ดีแมคซ์ = 21.822mm .2.2 . รัศมีของแสงระบบ LED เพิ่มเติมเราใช้ lighttools 7.1 การปรับแบบ LED . คำนึงถึงระยะทางการทำงานจริงของอุปกรณ์ LED , ไฟ LED โรงงานทำงานระยะทางตั้งประมาณ 0.8 - 1 เมตรหรือดังนั้น ดังนั้น เราจะตั้งปรับระยะเป็น 1 เมตร เพราะปกในด้านหน้าของระบบแสงเสริมแก้วแบน , เพื่อให้เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยการเพิ่มพิกัดของ LED ไฟ LED คำนวณโดยซอฟต์แวร์พลังงานรังสีที่ได้รับ รับ ที่ระยะ 1 เมตร ระยะทาง 39.923 W ดังนั้นประสิทธิภาพเชิงแสงของ LED ระบบแสงเสริม [ 10 ] :สมการ ( 8 )ดู MathML แหล่งเปิด mathjax บนสีแดงและสีน้ำเงินระบบไฟ LED เสริม 50 W ผลิต 1 m2 ไฟจุดที่ระยะทางประมาณหนึ่งเมตร ประสิทธิภาพแสงประมาณ 80 % การส่องสว่างของแสงเสริมระบบซึ่งประกอบด้วย 50 ไฟ LED ที่ระยะทาง 1 เมตร คือ ดังแสดงในรูปที่ 5 จากภาพที่ 5 เราจะเห็นได้ว่า การเป็นเครื่องแบบ ( ตารางที่ 3 )