全彩LED顯示屏用非對稱節能型LAMP器件的設計

　　下視角增大后，在同等條件下，非對稱器件與常規器件相比，下視角可視范圍內亮度提升了 30%。同時，配光的一致性也獲得了明顯提升，降低了色偏差。由于上視角減小，也減少了上視角范圍內的亮度造成的光污染。

　　關 鍵 詞：光強分布曲線，透鏡，非對稱，下傾角，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顯示屏是一種有能耗的電子產品， LED顯示屏的能耗主要由LED器件 產生。LED器件相關性能的提升，如亮度、角度的提升，對于顯示屏降低能耗、提升顯示效果非常重要。

　　常規的LAMP器件的水平/垂直角度都是相對于法平面對稱，水平/垂直角度通常為105°/50°，垂直角度相對于法平面對稱，即±25°，垂直角度的上視角與下視角相等。LED顯示屏一般是垂直于水平面安裝，因此LED顯示屏的最高亮度點是在法平面的0°視角。

　　顯示屏通常會安裝在一定的高度上，人們的觀看視角為仰視。因此在法平面以下的亮度為有效可視亮度，法平面以上的亮度為無效亮度，造成上視角范圍內的亮度浪費。為了提高下傾角范圍內的顯示屏亮度，部分顯示屏廠商在LED插件安裝的過程中，通過工裝治具，使得LED法線向下偏7°—10°，以增大LED的下半功率視角，將更多的能量從法平面以上轉移到法平面以下。這種方法是需要重新定制LED顯示屏的模具，制造成本較高，并且通用性較差。

　　本論文提出了一種減小上半功率視角，增加下半功率視角的方法。采用TracePro光學軟件，進行LAMP器件透鏡的非對稱光學設計，將上視角范圍內的能量減少，可以減少上視角的光污染；增大下視角范圍內的能量，可以增加可視范圍內的亮度，達到節能的目的；同時由于下視角的增大，配光更優，不會出現偏色。

　　2 非對稱LAMP器件光學透鏡的模擬設計

　　2.1 非對稱LED的設計概念

　　如圖1所示，常規的346 LAMP器件，上視角 θ1與下視角θ2相等，顯示屏通常安裝于一定的高度，且垂直于水平面安裝，人們通常是仰視觀看顯示屏， 下視角θ2通常為可視范圍，θ2角度內的亮度有用。上視角θ1通常為不可視范圍，θ1角度內的亮度無用，而且會對周圍的高層建筑造成嚴重的光污染。

　　為了更好的達到節能降耗的目的，依照LED顯示屏通常仰視的應用環境和觀看習慣，提出了非對稱LAMP器件的設想，如圖1所示。