全彩LED显示屏用非对称节能型LAMP器件的设计

　　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。

　　关 键 词：光强分布曲线，透镜，非对称，下倾角，光污染

　　Abstract: TheLEDDisplay is usually used in the situation of head-up watching. The luminous intensity distribution in the upward 50% power angle is wasted. This paper presents a new asymmetric LAMP design concept that part of the luminous intensity in the upward 50% power angle can be transformed to the downward. After implementing the new design, the upward 50% power angle is reduced to 20°and the downward 50% power angle is increased to 40°.

　　The luminous intensity of asymmetric LAMP in the downward 50% power angle increase 30% than the common LAMP. At the same time, the consistency of the light-matching also improved significantly, and the color bias of the display can be decreased.

　　Key words：RELative Luminous Intensity Distribution, Lens, Asymmetric, Declivitous Angle, Light pollution

　　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

　　如图1所示，常规的346 LAMP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。