亮度调整的主要目的是根据环境光强弱,调整LED整屏亮度,使LED显示屏看上去既清晰明亮又不刺眼。国内大部分LED显示屏生产企业已经实现了这一功能
在照明灯具中一般用流明这个单位来衡量灯具的亮度,即光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源,在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为“1流明”,英文缩写(lm)。 所谓的流明简单来说,就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度。光通量即是人体生理角度来讲的,他是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力,单位是流明,也叫明亮度 一个普通40瓦的白炽灯泡,其发光效率大约是每瓦10流明,因此可以发出400流明的光。40瓦的白炽灯220伏时,光通量为340流明。 那么我们就拿奇景一款LED-P38射灯来举例说明led射灯的亮度与省电有强。 LED-P38射灯: 通光量(Lm):500LM/450LM 功率:7W 输入电压:AC90-265V 可看看看,LED-P38射灯的光能量是500LM与一般的白炽灯相当,而白炽灯要花花40W的功率才可达到,而led射灯只需要7W。从数据得知,led射灯的省电与光电转化率之高。 一、光通量 光通量是指光源在单位时间内发出的光量,即辐射功率能够被人眼所感受到的那部分辐射能量。它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,光通量并不相等。光通量的符号为Φ,单位为流明(Lm)。 根据光谱辐射通量Φ(λ),因此可得出光通量公式: Φ=Km■Φ(λ)gV(λ)dλ 式子中,V(λ)—相对光谱光视效率;Km—辐射的光谱光视效能的最大值,单位为Lm/W。1977年由国际计量委员会确定Km值为683Lm/W(λm=555nm)。 二、光强度 光强度是指在单位时间内单位面积上通过的光能量,能量与频率成正比,是他们的强度之和(即积分),也可以理解为光源在给定方向上的发光强度I是该光源在该方向的立体角元内传输的光通量dΦ除以该立体角元dΩ之商 发光强度的单位是坎德拉(cd),1cd=1Lm/1sr。空间各个方向的光强之和就是光通量。 三、光亮度 我们在测试LED芯片的亮度和评价LED光辐射安全性的过程中,一般采用成像法,对于芯片的测试可以采用显微成像进行测量。光亮度是光源发光表面上某一处的亮度L,是该面元dS在给定方向上的发光强度除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积之商 光亮度的单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。当发光表面与测量方向垂直时,则cosθ=1。 四、光照度 光照度是指物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示。光照度与照明光源、被照表面及光源在空间的位置有关,大小与光源的光强和光线的入射角的余玄成正比,而与光源至被照物体表面的距离的平方成反比。表面上一点的照度E是入射在包含该点面元上的光通量dΦ除以该面元面积dS之商。
单位为勒克斯(LX),1LX=1Lm/m2。
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(1)根据环境亮度调整LED屏幕亮度
亮度调整的主要目的是根据环境光强弱,调整LED整屏亮度,使LED显示屏看上去既清晰明亮又不刺眼。国内大部分LED显示屏生产企业已经实现了这一功能,但是真正用好这一技术的企业和用户并不多,一方面,市场上缺乏准确易用的环境亮度检测设备,另一方面,LED显示屏行业缺乏可供参考的调节规范。
当人眼适应了800坎德拉每平方米的环境亮度之后,能看清的亮度范围是80-8000坎德拉每平方米。任何超出此亮度范围的显示内容都需要人眼努力调节才能适应,并逐渐看清。例如,在室外5000坎德拉每平方米的亮度环境下,便于观看的显示设备亮度范围大致是500-50000坎德拉每平方米,在此环境下若想清晰辨认60坎德拉每平方米的手机内容,就需要人眼努力调节数秒钟才能逐渐适应,就是这个道理。
依照此理论,可以建立LED显示屏亮度调节方法设计规范。根据环境亮度使灰度范围落在适合人眼舒适观看的范围内。尤其是夜晚,显示屏的最大亮度应该小于10倍环境亮度。
环境亮度与显示设备最佳输出亮度之间的关系
根据一天中从凌晨到午夜24小时环境亮度变化曲线以及与之相对应(主观感受的)LED显示屏最佳亮度设置曲线来看,从测试结果可知,一天中室外的环境亮度变化非常明显,晴天时,最亮时的亮度与最暗时的亮度比可达30000比1。对应的LED显示屏亮度设置变化也超出想象。夜晚环境时LED显示屏设置到60cd就感觉LED屏幕足够亮了,但是到白天正午时分,即使5000-6000cd都不够亮。亮暗差别接近100倍。
由于没有规范约束,许多室外LED显示屏夜晚显示非常刺眼的亮度,给周围环境造成严重的光污染,给周围居民带来无形伤害。建议尽快建立行业标准,约束企业行为,强制企业安装亮度调节装置。LED显示屏在使用过程中,应该依照行业标准,根据环境亮度变化自动调节LED显示屏的亮度输出等级,在黑暗环境禁止LED显示屏输出高亮度。
(2)规范LED显示屏的蓝色输出
人眼对不同波长的光感知能力不同,由于亮度是基于人眼睛感知特性的参数,仅仅用亮度无法准确反映光线的强弱。用辐照量作为可见光安全能量衡量指标,更能准确反映光对眼睛作用的剂量。应该用辐照度计量设备的测量值,而不是眼睛对蓝色光的亮度感觉,作为判读蓝色光输出强度是否会对眼睛构成伤害的依据。LED显示屏生产企业和使用者应该在满足显示的条件下,减少LED显示屏的蓝光输出成分。
(3)规范LED显示屏的光照分布和方向
应该尽量考虑LED的光线分布合理性,在可视角度范围内使LED输出的光线能量各方向均匀分布,避免小视角LED强光直射人眼。同时,应该限定LED光线照射方向和范围,减小LED显示屏对周围环境的污染。
(4)规范显示屏输出频率
LED显示屏厂家应该严格按照LED显示屏规范的要求设计显示屏,显示屏画面输出频率满足规范要求,避免由于画面闪烁给观看者带来不适感。
(5)在LED显示屏使用手册中明示安全措施
在LED显示屏用户手册中应注明使用注意事项,说明正确调节LED显示屏亮度的方法,以及长时间直视LED显示屏对人眼可能造成的危害。当亮度自动调节设备故障时,应采取手动调节方式或者关闭LED显示屏。
当在黑暗环境下遇到刺眼的LED显示屏时,自我保护措施应该是,不要长时间直视LED显示屏或者仔细辨认LED显示屏上的画面细节,尽量避免LED经眼睛聚焦后在眼底形成亮斑,灼伤视网膜。
(6)LED显示屏设计、生产过程的防护措施
设计、生产人员会比用户更频繁地接触LED显示屏。在设计、生产过程中需要测试LED超负荷运行状态。因此,设计、生产人员跟容易暴露在LED强光下,更应注意并采取特殊的LED显示屏设计、生产过程的防护措施。
LED在室外高亮度LED显示屏生产和测试过程中,相关工作人员应该佩戴亮度衰减4-8倍的黑色墨镜,才可以近距离观看LED显示屏细节。在室内LED显示屏生产和测试过程中,相关工作人员须佩戴亮度衰减2-4倍的黑色墨镜。尤其是在黑暗环境对LED显示屏进行测试的工作人员,更要注意安全防护,必须佩戴黑色墨镜后才可以直视LED显示屏。