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浅谈利用非对称节能型LAMP器件设计全彩LED显示屏

2013-04-12 15:40
科技那回事
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      OFweek光电显示讯 全彩LED显示屏通常是仰视的应用环境,上视角范围内的亮度没有被有效利用。本论文提出了一种将LAMP器件上视角范围内的亮度,向下视角范围转移的设计方法。通过设计得到透镜型面数据,制作透镜模具,封装成成品灯珠并进行测试,非对称LAMP器件上视角20°,下视角40°。下视角增大后,在同等条件下,非对称器件与常规器件相比,下视角可视范围内亮度提升了 30%。同时,配光的一致性也获得了明显提升,降低了色偏差。由于上视角减小,也减少了上视角范围内的亮度造成的光污染。

 1引言

  LED显示屏是一种有能耗的电子产品,LED显示屏的能耗主要由LED器件产生。LED器件相关性能的提升,如亮度、角度的提升,对于显示屏降低能耗、提升显示效果非常重要。

  常规的LAMP器件的水平/垂直角度都是相对于法平面对称,水平/垂直角度通常为105°/50°,垂直角度相对于法平面对称,即±25°,垂直角度的上视角与下视角相等。LED显示屏一般是垂直于水平面安装,因此LED显示屏的最高亮度点是在法平面的0°视角。

  显示屏通常会安装在一定的高度上,人们的观看视角为仰视。因此在法平面以下的亮度为有效可视亮度,法平面以上的亮度为无效亮度,造成上视角范围内的亮度浪费。为了提高下倾角范围内的显示屏亮度,部分显示屏厂商在LED插件安装的过程中,通过工装治具,使得LED法线向下偏7°—10°,以增大LED的下半功率视角,将更多的能量从法平面以上转移到法平面以下。这种方法是需要重新定制LED显示屏的模具,制造成本较高,并且通用性较差。

  本论文提出了一种减小上半功率视角,增加下半功率视角的方法。采用TracePro光学软件,进行LAMP器件透镜的非对称光学设计,将上视角范围内的能量减少,可以减少上视角的光污染;增大下视角范围内的能量,可以增加可视范围内的亮度,达到节能的目的;同时由于下视角的增大,配光更优,不会出现偏色。

  2非对称LAMP器件光学透镜的模拟设计

  2.1非对称LED的设计概念

浅谈利用非对称节能型LAMP器件设计全彩LED显示屏

  如图1所示,常规的346LAMP器件,上视角θ1与下视角θ2相等,显示屏通常安装于一定的高度,且垂直于水平面安装,人们通常是仰视观看显示屏,下视角θ2通常为可视范围,θ2角度内的亮度有用。上视角θ1通常为不可视范围,θ1角度内的亮度无用,而且会对周围的高层建筑造成严重的光污染。

  为了更好的达到节能降耗的目的,依照LED显示屏通常仰视的应用环境和观看习惯,提出了非对称LAMP器件的设想,如图1所示。

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