一種出光設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種導(dǎo)光板的出光設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明包括以下步驟：1、提供導(dǎo)光板的參數(shù)以及光源設(shè)置位置；2、建立坐標(biāo)系，設(shè)定導(dǎo)光板的網(wǎng)格劃分，并對(duì)散射網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行函數(shù)表達(dá)；3、通過光通量的一致性，對(duì)導(dǎo)光板內(nèi)的微元進(jìn)行積分求解；4、網(wǎng)點(diǎn)的散射光亮度與發(fā)出光的亮度成正比，列出兩個(gè)光通量的比例式；5、計(jì)算出網(wǎng)點(diǎn)分布函數(shù)。本發(fā)明針對(duì)光源以及導(dǎo)光板的形狀參數(shù)固定后，通過設(shè)計(jì)導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)分布，可以使得背光模組發(fā)出的光均勻，沒有暗區(qū)。
【專利說明】一種出光設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種導(dǎo)光板的出光設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于LED的功耗低、節(jié)能效果好；被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域；如作為背光源應(yīng)用于顯示屏，而目前由于很多的顯示屏需要做的很薄，因此顯示屏的背光模組一般采用側(cè)導(dǎo)光式的結(jié)構(gòu)；但側(cè)導(dǎo)光式的導(dǎo)光板的側(cè)面厚度較小，從導(dǎo)光板的側(cè)面進(jìn)入光線經(jīng)投射、反射后從出光面發(fā)出；目前設(shè)計(jì)的背光模組結(jié)構(gòu)，沒有考慮到光線在導(dǎo)光板內(nèi)部的分布，從而導(dǎo)致從導(dǎo)光板發(fā)出的光有暗區(qū)，均勻度較差。因此為了提高側(cè)光式的背光模組發(fā)光效果，勢(shì)必要設(shè)計(jì)一個(gè)較為合理的出光路徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中，側(cè)導(dǎo)光式的背光模組的出光設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致出光不均勻、有暗區(qū)的問題，提供一種出光設(shè)計(jì)方法，該方法能夠?qū)?dǎo)光板中的光線進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到出光均勻的效果。
[0004]在調(diào)節(jié)導(dǎo)光板的出光線路時(shí)，目前最常用的是在導(dǎo)光板的底面設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)，即調(diào)光網(wǎng)點(diǎn)；調(diào)光網(wǎng)點(diǎn)的分布會(huì)直接影響到導(dǎo)光板的出光均勻度，為了提高其均勻度，本技術(shù)方案直接針對(duì)其網(wǎng)點(diǎn)的分布進(jìn)行設(shè)計(jì)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種出光設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
步驟1:提供一個(gè)導(dǎo)光板，導(dǎo)光板的折射率為Θ、臨界角為Φ，厚度為d ;放置光源，使得光源發(fā)出光在進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，其入射角小于臨界角；
步驟2:建立坐標(biāo)，光源所在直線為y軸，導(dǎo)光板的長度方向?yàn)閄軸，且X軸位于導(dǎo)光板的中部；
步驟3:導(dǎo)光板的下底面設(shè)置散射網(wǎng)點(diǎn)，并對(duì)導(dǎo)光板進(jìn)行網(wǎng)格劃分；散射網(wǎng)點(diǎn)分布函數(shù)為:f (x、y)=s(x、y)/d2 ;式中:s(x、y)表示(x、y)處一個(gè)散射點(diǎn)的面積；d為網(wǎng)格邊長；步驟4:導(dǎo)光板內(nèi)的微元dxdy的光通量變化為:(1Φ (x、y) =Bdxdy ;其中，B為導(dǎo)光板輸出的亮度且為恒定數(shù)值；
步驟5:對(duì)步驟4的微元進(jìn)行積分,得到(X、y)處的光通量:Φ (X、y)= T^T2+......+Tn ；
其中:Ti=C^1-BWi (X2+(Y1-Y)2) 1/2 ;其中光源坐標(biāo)依次為:(0、yi)，……，(0、yn) 表示為第i個(gè)光源的球面波被導(dǎo)光板在(x、y)處截取的弧線長度；Φ?表示從第i個(gè)光源處((Kyi)耦合進(jìn)入導(dǎo)光板的光通量；
步驟6:導(dǎo)光板的出光面的出射光亮度正比于下底面散射光亮度，有=B=IcB1 ;其中B1為下底面散射網(wǎng)點(diǎn)散射發(fā)出的散射光亮度；且B1=Ii1 Φ (x、y) f(x、y) 4、1^均為比例常數(shù)；步驟 7:計(jì)算出 f (X、y)，得到 f (X、y) =B/ Ckk1 Φ (x、y))。
[0005]進(jìn)一步地，對(duì)導(dǎo)光板的網(wǎng)點(diǎn)的形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，網(wǎng)點(diǎn)呈半球形或球冠形。
[0006]考慮到網(wǎng)點(diǎn)需要對(duì)光進(jìn)行散射，選擇半球形或球冠形的網(wǎng)點(diǎn)比較合適。
[0007]進(jìn)一步地，步驟6中k、Ii1根據(jù)設(shè)計(jì)需要來選取。
[0008]進(jìn)一步地，k為 5、Ii1 為 0.3。
[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明針對(duì)光源以及導(dǎo)光板的形狀參數(shù)固定后，通過設(shè)計(jì)導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)分布，可以使得背光模組發(fā)出的光均勻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為LED的側(cè)導(dǎo)光示意圖。
[0011]圖中Wi表示為第i個(gè)光源((Kyi)的球面波被導(dǎo)光板在(x、y)處截取的弧線長度；Wj表示為第j個(gè)光源(0、yp的球面波被導(dǎo)光板在(x、y)處截取的弧線長度。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合圖1和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。
[0013]實(shí)施例:一種出光設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
步驟1:提供一個(gè)導(dǎo)光板，導(dǎo)光板的折射率為Θ、臨界角為Φ，厚度為d;放置光源，使得光源發(fā)出光在進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，其入射角小于臨界角；
步驟2:建立坐標(biāo)，光源所在直線為y軸，導(dǎo)光板的長度方向?yàn)閄軸，且X軸位于導(dǎo)光板的中部；
步驟3:導(dǎo)光板的下底面設(shè)置散射網(wǎng)點(diǎn)，并對(duì)導(dǎo)光板進(jìn)行網(wǎng)格劃分；散射網(wǎng)點(diǎn)分布函數(shù)為:f (x、y)=s(x、y)/d2 ;式中:s(x、y)表示(x、y)處一個(gè)散射點(diǎn)的面積；d為網(wǎng)格邊長；步驟4:導(dǎo)光板內(nèi)的微元dxdy的光通量變化為:(1Φ (x、y) =Bdxdy ;其中，B為導(dǎo)光板輸出的亮度且為恒定數(shù)值；
步驟5:對(duì)步驟4的微元進(jìn)行積分,得到(X、y)處的光通量:Φ (X、y)= T^T2+......+Tn ；
其中:Ti=C^1-BWi (X2+(Y1-Y)2) 1/2 ;其中光源坐標(biāo)依次為:(0、yi)，……，(0、yn) 表示為第i個(gè)光源的球面波被導(dǎo)光板在(x、y)處截取的弧線長度；Φ?表示從第i個(gè)光源處((Kyi)耦合進(jìn)入導(dǎo)光板的光通量；
步驟6:導(dǎo)光板內(nèi)的光線只有在遇到網(wǎng)點(diǎn)后才被散射，因此導(dǎo)光板的出光面的出射光亮度正比于下底面散射光亮度，有=B=IcB1 ;其中B1為下底面散射網(wǎng)點(diǎn)散射發(fā)出的散射光亮度；且 B1=Ii1 Φ (X、y) f (X、y) ;k、Ii1 均為比例常數(shù)；
步驟 7:計(jì)算出 f (X、y)，得到 f (X、y) =B/ Ckk1 Φ (x、y))。
[0014]進(jìn)一步地，將k為5、Ii1為0.3。
[0015]結(jié)果表明，通過上述出光設(shè)計(jì)的導(dǎo)光板在使用時(shí)，出光均勻；暗區(qū)基本沒有。
[0016]以上僅是本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例，在此基礎(chǔ)上的等同技術(shù)方案仍落入申請(qǐng)保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種出光設(shè)計(jì)方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:提供一個(gè)導(dǎo)光板，導(dǎo)光板的折射率為Θ、臨界角為Φ，厚度為d;放置光源，使得光源發(fā)出光在進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，其入射角小于臨界角； 步驟2:建立坐標(biāo)，光源所在直線為y軸，導(dǎo)光板的長度方向?yàn)閄軸，且X軸位于導(dǎo)光板的中部； 步驟3:導(dǎo)光板的下底面設(shè)置散射網(wǎng)點(diǎn)，并對(duì)導(dǎo)光板進(jìn)行網(wǎng)格劃分；散射網(wǎng)點(diǎn)分布函數(shù)為:f (x、y)=s(x、y)/d2 ;式中:s(x、y)表示(x、y)處一個(gè)散射點(diǎn)的面積；d為網(wǎng)格邊長；步驟4:導(dǎo)光板內(nèi)的微元dxdy的光通量變化為:(1Φ (x、y) =Bdxdy ;其中，B為導(dǎo)光板輸出的亮度且為恒定數(shù)值；步驟5:對(duì)步驟4的微元進(jìn)行積分,得到(X、y)處的光通量:Φ (X、y)= T^T2+......+Tn ；其中:Ti=C^1-BWi (X2+(Y1-Y)2) 1/2 ;其中光源坐標(biāo)依次為:(0、yi)，……，(0、yn) 表示為第i個(gè)光源的球面波被導(dǎo)光板在(x、y)處截取的弧線長度；Φ?表示從第i個(gè)光源處((Kyi)耦合進(jìn)入導(dǎo)光板的光通量； 步驟6:導(dǎo)光板的出光面的出射光亮度正比于下底面散射光亮度，有=B=IcB1 ;其中B1為下底面散射網(wǎng)點(diǎn)散射發(fā)出的散射光亮度；且B1=Ii1 Φ (x、y) f(x、y) 4、1^均為比例常數(shù)；步驟 7:計(jì)算出 f (X、y)，得到 f (X、y) =B/ Ckk1 Φ (x、y))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種出光設(shè)計(jì)方法，其特征在于:對(duì)導(dǎo)光板的網(wǎng)點(diǎn)的形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，網(wǎng)點(diǎn)呈半球形或球冠形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種出光設(shè)計(jì)方法，其特征在于:k為5;lq為0.3。
【文檔編號(hào)】G02B6/00GK104422984SQ201310366547
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】彭海林, 梁鳴娟 申請(qǐng)人:東莞勤上光電股份有限公司