CN103390378B - Led显示模组能源效率检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED显示模组能源效率检测方法，包括将LED显示模组划分成若干相同大小的子模组；调整亮度色度计与LED显示模组的距离d，使各子模组被亮度色度计视为点光源；检测各子模组光通量Φ_i（即子模组各方格光通量之和）；以所有子模组的光通量Φ_i之和为LED显示模组的总光通量Φ；检测LED显示模组的输入总功率P；LED显示模组的能源效率本发明采用了巧妙的构思，克服了现有技术存在的困难，能有效检测LED显示模组的能源效率，有利于确定LED显示屏的能效等级标准。

Description

LED显示模组能源效率检测方法

技术领域

本发明涉及一种LED显示模组能源效率检测方法，可有效检测LED显示模组的能源效率。

背景技术

近年来，LED显示屏能耗问题日益凸显，尽管业界众多企业在大力研究推广相关节能技术，但是没有统一的能效定义和节能评价体系，无法客观地评估出LED显示屏的节能等级。

我国2003年出台的第一版《LED显示屏通用规范-SJ/T11141-2003》中未提及LED显示屏的能效，尽管2012年最新版的《LED显示屏通用规范-SJ/T11141-2012》中提到了节能的要求，但并未对能效做更全面深入的定义，使得行业内对节能的宣传、评价、检测无标可依。

目前，行业内厂家普遍的做法是比较相同点间距相同亮度显示屏单位面积上的功率，但是这种方法受到物理间距的制约，不能列出所有物理间距一一比较，且忽略了发光视角对能效的影响，因此该方法有失公平，无法得到广泛推广。同时，LED显示屏不同于其他显示设备诸如液晶、PDP，它属于工程类应用，无标准尺寸，因此其最小检测单元的规定显得尤为重要。

在国家节能减排的号召下，其他行业已经陆续出台能效的国家强制性标准，如《GB24850-2010平板电视能效限定值及能效等级》、《GB21520-2008计算机显示器能效限定值及能效等级》，随着市场对LED显示屏能耗的关注度不断提高，迫切需要出台相关的LED显示屏能效限定值及能效等级标准，并在该标准中明确定义能源效率、提供对能源效率的检测方法，从而形成行业内普遍共识，这将有利于LED显示产品升级、淘汰转型，有利于引导行业内各企业有序竞争，有利于提高整个行业降低能耗的水平。

据申请人所知，LED显示屏的能效检测与计算，最主要的两个参数是被测样品的光通量和功率值。检测功率值时，可将被测样品看作黑盒配合使用功率计来得到功率值。而检测光通量则显得要复杂些，目前国内外常用的光通量的检测工具有积分球和分布光谱辐射计两种，但是由于LED显示单元体积过大，根本没有大小合适的积分球和分布光谱辐射计，无法检测，且积分球和分布光谱辐射计主要用于点光源的检测，并不能直接用于检测面光源（即LED显示屏的光源类型），这就需要研发出适宜的检测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出一种LED显示模组能源效率检测方法，LED显示模组是LED显示屏的组成单元，该方法能有效检测LED显示模组的能源效率，有利于确定LED显示屏的能效等级标准。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、将LED显示模组划分成若干相同大小的子模组，得子模组1、子模组2、......、子模组n，n为正整数；调整亮度色度计与LED显示模组的距离d，使各子模组被亮度色度计视为点光源；

第二步、点亮一个子模组i内的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一预定亮度显示同一预定颜色；其中，1≤i≤n；

第三步、检测该子模组i的光通量Φ_i；关闭该子模组i中的所有LED灯管；

第四步、重复第二步、第三步，直至所有子模组检测完毕；以所有子模组的光通量Φ_i之和为LED显示模组的总光通量Φ；

第五步、点亮LED显示模组的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一所述预定亮度显示同一所述预定颜色，检测LED显示模组的输入总功率P；

第六步、LED显示模组的能源效率检测完毕。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，第一步中，所述亮度色度计与LED显示模组的距离d为子模组最大边长的至少10倍。

优选地，第三步中，在检测子模组i光通量Φ_i之前，先以所述亮度色度计确定子模组i的最大光强位置，并确定以该位置为原点O、且与所述LED显示模组发光面平行的子模组i有效视野面，所述子模组i有效视野面为具有长轴A₀和短轴B₀的椭圆形面；然后将子模组i有效视野面划分为若干边长相同的方格，其中位于中心的方格的中心点与原点O重合；以长轴A₀为k轴、以短轴B₀为j轴，则各方格的坐标为（k，j），k、j均为正整数。

更优选地，第三步中，当所述LED显示模组的LED发光管为表贴型元器件时，长轴A₀与短轴B₀长度相等，子模组i有效视野面呈圆形。

更优选地，第三步中，确定长轴A₀和短轴B₀的过程如下：

检测子模组i的水平视角θ_S和垂直视角θ_C；则长轴A₀=d×tgθ_S，短轴B₀=d×tgθ_C。

更优选地，第三步中，子模组i的光通量Φ_i为各方格光通量Φ_ikj的总和，即Φ_i=ΣΦ_ikj，各方格光通量Φ_ikj=I_ikjΩ_ikj，其中I_ikj为各方格相对于中心方格的光强值，Ω_ikj为各方格相对于中心方格的立体角。

更优选地，第三步中，检测子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj的具体过程如下：

1.1步、检测子模组i原点O的光强值I_i0；

1.2步、从原点O沿k轴正向或反向依次检测子模组i各方格（k，0）的光强值I_ik，直至到达长轴A₀的末端，得方格水平系数

1.3步、从原点O沿j轴正向或反向依次检测子模组i各方格（0，j）的光强值I_ij，直至到达短轴B₀的末端，得方格垂直系数

1.4步、当k≠0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_i0K_ikL_ij；当k=0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_ij；当j=0且k≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_ik。

更优选地，第三步中，检测子模组i各方格相对于中心方格的立体角Ω_ikj的具体过程如下：

2.1步、令D=d/a，a为方格边长，D≥50；

2.2步、子模组i各方格相对于中心方格的立体角

${\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ikj}}=\mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k+1)}^2}}+\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k-1)}^2}}-$

$\mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k+1)}^2}}-\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k-1)}^2}}$

更优选地，第三步中，当方格位于原点O时，

当方格位于k轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ik}0}=2\mathrm{arctg}\frac{2k+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2k-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k-1)}^2}};$

当方格位于j轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{i0j}=2\mathrm{arctg}\frac{2j+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2j-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j-1)}^2}}.$

优选地，第五步中，LED显示模组的输入总功率其中E为采用电度计检测的LED显示模组积分功率值，单位为瓦时；T为电度计检测时间，单位为小时。

本发明采用了巧妙的构思，克服了现有技术存在的困难，能有效检测LED显示模组的能源效率，有利于确定LED显示屏的能效等级标准。

附图说明

图1为本发明实施例所用检测***的示意图。

图2为图1实施例检测时的示意图（椭圆形有效视野面）。

图3为图1实施例检测时的示意图（圆形有效视野面）。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例

如图1、图2、图3所示，本实施例的LED显示模组能源效率检测方法，采用分别与控制计算机、电度计相连的LED显示模组，并采用现有的亮度色度计对LED显示模组进行检测，包括以下步骤：

第一步、将LED显示模组划分成若干相同大小的子模组，得子模组1、子模组2、......、子模组n，n为正整数；调整亮度色度计与LED显示模组的距离d，使各子模组被亮度色度计视为点光源；

其中，所述亮度色度计与LED显示模组的距离d为子模组最大边长的至少10倍。

第二步、点亮一个子模组i内的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一预定亮度显示同一预定颜色（通常采用标准白场，即白色）；其中，1≤i≤n；

第三步、检测该子模组i的光通量Φ_i；关闭该子模组i中的所有LED灯管。

具体而言，在检测子模组i光通量Φ_i之前，先以所述亮度色度计确定子模组i的最大光强位置（相当于点光源的光轴位置），并确定以该位置为原点O、且与所述LED显示模组发光面平行的子模组i有效视野面，所述子模组i有效视野面为具有长轴A₀和短轴B₀的椭圆形面；然后将子模组i有效视野面划分为若干边长相同的方格，其中位于中心的方格的中心点与原点O重合；以长轴A₀为k轴、以短轴B₀为j轴，则各方格的坐标为（k，j），k、j均为正整数。当所述LED显示模组的LED发光管为表贴型元器件时，长轴A₀与短轴B₀长度相等，子模组i有效视野面呈圆形。

确定长轴A₀和短轴B₀的过程如下：检测子模组i的水平视角θ_S和垂直视角θ_C（可根据《中华人民共和国电子行业标准发光二极管（LED）显示屏测试方法》（SJ/T11281-2007）中的4.2.2进行检测）；则长轴A₀=d×tgθ_S，短轴B₀=d×tgθ_C。

然后将子模组i划分为若干相同大小的方格，其中位于中心的方格的中心点与原点O重合；以长轴A₀为k轴、以短轴B₀为j轴，则各方格的坐标为（k，j），k、j均为正整数。

接着，检测子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj：

1.1步、检测子模组i原点O的光强值I_i0；

1.2步、从原点O沿k轴正向或反向依次检测子模组i各方格（k，0）的光强值I_ik，直至到达长轴A₀的末端，得方格水平系数

1.3步、从原点O沿j轴正向或反向依次检测子模组i各方格（0，j）的光强值I_ij，直至到达短轴B₀的末端，得方格垂直系数

1.4步、当k≠0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_i0K_ikL_ij；当k=0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_ij；当j=0且k≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj=I_ik。

需要说明的是，实施上述1.2步、1.3步时，亮度色度计始终保持与LED显示模组的距离d，并始终保持与LED显示模组发光面垂直。

接着，检测子模组i各方格相对于中心方格的立体角Ω_ikj：

2.1步、令D=d/a，a为方格边长，D≥50。申请人研究显示，当D取该数值范围时可以有效降低检测误差。

2.2步、子模组i各方格相对于中心方格的立体角

${\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ikj}}=\mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k+1)}^2}}+\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k-1)}^2}}-$

$\mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k+1)}^2}}-\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k-1)}^2}}$

当方格位于原点O时， ${\mathrm{\Ω}}_{i00}=4\mathrm{arctg}\frac{1}{2D\sqrt{4D^2+2}};$

当方格位于k轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ik}0}=2\mathrm{arctg}\frac{2k+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2k-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k-1)}^2}};$

当方格位于j轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{i0j}=2\mathrm{arctg}\frac{2j+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2j-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j-1)}^2}}.$

最后，子模组i的光通量Φ_i为各方格光通量Φ_ikj的总和，即Φ_i=ΣΦ_ikj，各方格光通量Φ_ikj=I_ikjΩ_ikj，其中I_ikj为各方格相对于中心方格的光强值，Ω_ikj为各方格相对于中心方格的立体角。

第四步、重复第二步、第三步，直至所有子模组检测完毕；以所有子模组的光通量Φ_i之和为LED显示模组的总光通量Φ；

第五步、点亮LED显示模组的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一所述预定亮度显示同一所述预定颜色，检测LED显示模组的输入总功率P。

其中，LED显示模组的输入总功率其中E为采用电度计检测的LED显示模组积分功率值，单位为瓦时；T为电度计检测时间，单位为小时。

第六步、LED显示模组的能源效率检测完毕。

本实施例方法不受显示屏物理间距的制约，并充分考虑了发光视角对能效的影响，有利于对LED显示模组能源效率做出公平地评价。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、将LED显示模组划分成若干相同大小的子模组，得子模组1、子模组2、......、子模组n，n为正整数；调整亮度色度计与LED显示模组的距离d，使各子模组被亮度色度计视为点光源；

第二步、点亮一个子模组i内的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一预定亮度显示同一预定颜色；其中，1≤i≤n；

第三步、检测该子模组i的光通量Φ_i；关闭该子模组i中的所有LED灯管；

第四步、重复第二步、第三步，直至所有子模组检测完毕；以所有子模组的光通量Φ_i之和为LED显示模组的总光通量Φ；

第五步、点亮LED显示模组的所有LED灯管，并使各LED灯管以同一所述预定亮度显示同一所述预定颜色，检测LED显示模组的输入总功率P；

第六步、LED显示模组的能源效率检测完毕。

2.根据权利要求1所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第一步中，所述亮度色度计与LED显示模组的距离d为子模组最大边长的至少10倍。

3.根据权利要求1所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，在检测子模组i光通量Φ_i之前，先以所述亮度色度计确定子模组i的最大光强位置，并确定子模组i有效视野面，所述子模组i有效视野面以该最大光强位置为原点O、且与所述LED显示模组发光面平行；所述子模组i有效视野面为具有长轴A₀和短轴B₀的椭圆形面；然后将子模组i有效视野面划分为若干边长相同的方格，其中位于中心的方格的中心点与原点O重合；以长轴A₀为k轴、以短轴B₀为j轴，则各方格的坐标为(k，j)，k、j均为正整数。

4.根据权利要求3所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，当所述LED显示模组的LED发光管为表贴型元器件时，长轴A₀与短轴B₀长度相等，子模组i有效视野面呈圆形。

5.根据权利要求3或4所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，确定长轴A₀和短轴B₀的过程如下：

检测子模组i的水平视角θ_S和垂直视角θ_C；则长轴A₀＝d×tgθ_S，短轴B₀＝d×tgθ_C。

6.根据权利要求3所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，子模组i的光通量Φ_i为各方格光通量Φ_ikj的总和，即Φ_i＝ΣΦ_ikj，各方格光通量Φ_ikj＝I_ikjΩ_ikj，其中I_ikj为各方格相对于中心方格的光强值，Ω_ikj为各方格相对于中心方格的立体角。

7.根据权利要求6所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，检测子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj的具体过程如下：

1.1步、检测子模组i原点O的光强值I_i0；

1.2步、从原点O沿k轴正向或反向依次检测子模组i各方格(k，0)的光强值I_ik，直至到达长轴A₀的末端，得方格水平系数

1.3步、从原点O沿j轴正向或反向依次检测子模组i各方格(0，j)的光强值I_ij，直至到达短轴B₀的末端，得方格垂直系数

1.4步、当k≠0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj＝I_i0K_ikL_ij；当k＝0且j≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj＝I_ij；当j＝0且k≠0时，子模组i各方格相对于中心方格的光强值I_ikj＝I_ik。

8.根据权利要求6所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，检测子模组i各方格相对于中心方格的立体角Ω_ikj的具体过程如下：

2.1步、令D＝d/a，a为方格边长，D≥50；

2.2步、子模组i各方格相对于中心方格的立体角

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ikj}}=\mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k+1)}^2}}+\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k-1)}^2}}-\\ \mathrm{arctg}\frac{(2k+1)(2j-1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j-1)}^2+{(2k+1)}^2}}-\mathrm{arctg}\frac{(2k-1)(2j+1)}{2D\sqrt{4D^2+{(2j+1)}^2+{(2k-1)}^2}}\end{array}.$

9.根据权利要求8所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第三步中，当方格位于原点O时，

当方格位于k轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{ik}0}=2\mathrm{arctg}\frac{2k+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2k-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2k-1)}^2}};$

当方格位于j轴时，

${\mathrm{\Ω}}_{i0j}=2\mathrm{arctg}\frac{2j+1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j+1)}^2}}-2\mathrm{arctg}\frac{2j-1}{2D\sqrt{4D^2+1+{(2j-1)}^2}}.$

10.根据权利要求1或2所述LED显示模组能源效率检测方法，其特征是，第五步中，LED显示模组的输入总功率其中E为采用电度计检测的LED显示模组积分功率值，单位为瓦时；T为电度计检测时间，单位为小时。