[發明專利]基于液晶顯示擴展光源的照明設計方法

在審

• 申請號: 201711463553.0
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108227298A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 盧先貴;周亞琴
• 申請（專利權）人: 重慶秉為科技有限公司
• 主分類號: G02F1/13357
• 分類號: G02F1/13357
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李琦

本發明提供一種基于液晶顯示擴展光源的照明設計方法，包括：以點光源為中心發射光線通過內、外腔曲面折射至接收面；將點光源的出射角均勻分成若干條出射光線；出射光線與內腔曲面相交所得內腔交點坐標，經內腔交點坐標折射的出射光線；出射光線散射至外腔曲面的外腔交點坐標，折射至接收面的坐標，計算通過外腔交點坐標為的切線向量；切線向量與內腔曲面折射的出射光線相交點為外腔曲面的外腔交點坐標；直到通過內腔曲面的出射光線為點光源發射的最后一條出射光線為止。采用雙自由曲面，減小了入射到外腔曲面的光線的偏轉角度，避免了全反射；采用切線迭代方式，確保了接收面大角度范圍的均勻照明。

技術領域

本發明涉及半導體工藝，特別是涉及一種基于液晶顯示擴展光源的照明設計方法。

背景技術

液晶顯示因為其高屏幕分辨率，超亮度，重量輕等優勢，已經廣泛應用于高清晰度的電視、筆記本電腦和顯示器等。由于液晶面板本身不發光，所以擔任著發光角色的背光源起著十分重要的作用。常見平板顯示技術的背光系統有冷陰極管和發光二極管。由于發光二極管具有體積小，發光效率高，節能省電，響應速度快，較長壽命等優點，并且其造價成本在不斷降低，在背光源市場上逐漸取代CCFL成為主要的背光源器件，尤其是用在大尺寸LEDTV中，其從2010年就成為了LED市場增長的主要驅動力。

LED作為新一代照明工具，已廣泛應用于大尺寸液晶電視顯示應用當中。直下式背光對均勻性要求很高，但由于影響照明效果的因素非常多，加上大量菲涅爾損耗光線的反射也會對光效效果產生巨大影響，只利用現有光學設計方法很難開發出滿足要求的透鏡產品。

如圖1所示，針對直下式的LED背光系統，現通用的直下式光學架構是普通的擴散板，散射片，增亮膜等，LED芯片所對應的光源依次通過均勻透鏡、散射膜、BEF膜達到目標接收面。

在圖1中，采用通用的背光源亮度均勻性檢驗方法即九點法測量亮度均勻性及色均勻性。如圖2所示，九點法測量亮度均勻性原理圖如下：

亮度均勻性由九點中最小值與最大值的比值確定。根據九點法測量原理，只記錄屏幕離散的九個點的亮度，近似亮度均勻性絕對值，性能指標要求其九點法亮度均勻性達到85％以上，光斑各點色分布均勻性du’v’<0.02。然而，實際效果測試中并未嚴格按照傳統的九點法來測，而是結合13點法，17點法等來測得亮度的均勻性，這樣的測試結果更加精確。

然而，在實際產業中并不嚴格按照此指標來計算考量設計效果，因為這些方法存在不足，如選點的位置不同會對求得的均勻性影響很大，因此，結合人眼的感知效果來進行比對驗收的。作為LCD顯示器的背光源，發光不均勻將導致LCD顯示亮度均勻不一，造成人眼感知上的不舒服。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于液晶顯示擴展光源的照明設計方法，用于解決現有技術中液晶顯示采用直下式背光源透鏡在目標面實現光強均勻分布所造成光線發散角度大，導致出射面發生的全反射或形成嚴重的菲涅爾損耗，影響光效與光場分布的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本申請的第一方面，本發明提供一種基于液晶顯示擴展光源的照明設計方法，包括：

以點光源為中心發射光線依次通過內、外腔曲面折射至接收面；

將所述點光源的出射角均勻分成若干條出射光線；

所述出射光線i與內腔曲面相交所得內腔交點坐標為Bi，經所述內腔交點坐標Bi折射的出射光線Zi；

所述出射光線Zi散射至外腔曲面的外腔交點坐標為Pi，折射至接收面的坐標為Ci，計算通過所述外腔交點坐標為Pi的切線向量Ti；

所述切線向量Ti與所述內腔曲面折射的出射光線Z(i+1)相交點為外腔曲面的外腔交點坐標P(i+1)，i為自然數；