LED-Displays
Betrachtungswinkel: wie breit ein Bildschirm sein Licht streut
Eine LED leuchtet direkt nach vorn am hellsten. Von der Seite wirkt der Bildschirm dunkler. Wie breit diese helle Zone ist, der Betrachtungswinkel, bestimmst du größtenteils mit der Linse und der Wahl der LED.
Stell dich einmal schräg vor einen Bildschirm, ganz von der Seite. Dann wirkt das Bild oft dunkler, als wenn du direkt davorstehst. Das liegt am Betrachtungswinkel.
Manche Bildschirme senden ihr Licht in einem schmalen Bündel direkt nach vorn (gut, wenn die Betrachter weit weg und direkt davor stehen). Andere streuen ihr Licht breit (gut, wenn viele Menschen von allen Seiten schauen).
Der Betrachtungswinkel (viewing angle) ist der Winkel, der den Bereich maximaler Helligkeit einer LED festlegt. Außerhalb davon sinkt die Helligkeit stark, typischerweise auf etwa 50 % des Maximums. Er ist eigentlich ein dreidimensionaler Kegel vor der LED, mit einer horizontalen und einer vertikalen Komponente.
Schmal oder breit
Häufige Betrachtungswinkel sind 30° (schmal und hell, für Publikum, das weit weg und direkt davor steht, z. B. an einer Autobahn) und 70° (breit, für ein breites Publikum). Bei SMD-LEDs, bei denen die Chips an der Oberfläche sitzen, sind noch viel breitere Winkel möglich (bis etwa 160°), was sie für Innenbildschirme geeignet macht, bei denen die Menschen von der Seite schauen.
Der Zielkonflikt mit der Helligkeit
Bei gleicher Leistung gilt: Je schmaler das Bündel, desto mehr Licht direkt nach vorn (höhere Nits auf der Achse), aber desto schneller verblasst das Bild zur Seite. Ein breiter Winkel verteilt das Licht auf mehr Richtungen. Die richtige Wahl hängt also davon ab, wo dein Publikum steht.
Der Betrachtungswinkel wird üblicherweise an dem Punkt definiert, an dem die Leuchtdichte auf 50 % des On-Axis-Werts gesunken ist (Halbwertswinkel, FWHM). Horizontaler und vertikaler Betrachtungswinkel können sich unterscheiden, je nach Linse und Package. DIP-LEDs mit Linse haben in der Regel ein schmaleres, stark gerichtetes Bündel; SMD-Packages streuen breiter.
Lichtstärke-Budget
Der gesamte Lichtstrom ist endlich; ein schmalerer Betrachtungswinkel konzentriert ihn in einem kleineren Raumwinkel und liefert so eine höhere On-Axis-Lichtstärke und Leuchtdichte bei gleicher Leistung. Das ist günstig für die Lesbarkeit auf große Entfernung direkt nach vorn, aber ungünstig für breite Publika. Der Betrachtungswinkel ist somit ein Konstruktionsparameter, den man zusammen mit den geforderten Nits und der Geometrie des Standorts wählt.