CN102829435B - Led背光模组的扩散板网点生成方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED背光模组的扩散板网点生成方法，包括以下步骤：模拟LED光强分布曲线；根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；根据所述扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布。本发明还公开一种LED背光模组的扩散板网点生成装置。通过本发明，可提高导光板的开发速度，节省导光板开发的成本。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种LED背光模组的扩散板网点生成方法和装置。
背景技术
众所周知，传统的直下式LED(LightEmittingDiode，发光二极管)背光模组中，LED光源位于背光结构的底部。由反射膜的反作用后向上出光，经过一定的空间混光距离，再由扩散板等光学薄膜调制后出光。因此各光学组件的厚度及LED所需的空间混光距离决定了背光模组的整体厚度。特别是光源及其所需的混光距离，增加了背光结构的厚度，使得采用直下式背光的LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)外形结构厚重一些。为此需对普通扩散板进行网点设计，通过网点的扩散作用使得光线的混光距离缩短，实现直下式背光的LCD外形薄型化。目前对扩散板的网点设计是根据光学效果进行手动调整，但手动调整增加了导光板开发人员的工作量，导致开发成本较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED背光模组的扩散板网点生成方法，旨在解决现有技术开放成本高的技术问题。
为了实现发明目的，本发明提供一种LED背光模组的扩散板网点生成方法，包括以下步骤：
模拟LED光强分布曲线；
根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
根据所述扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
采用宏程序VBA(VisualBasicforApplications)开发工具生成网点的区域分布。
优选地，所述模拟LED光强分布曲线包括：
建立扩散板底部模拟平面；
获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
优选地，所述根据LED光强分布曲线获取扩散板的照度包括：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数。
优选地，所述根据扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数包括：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)。
优选地，所述采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布包括：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离。
本发明还提供一种LED背光模组的扩散板网点生成装置，其包括：
LED光强模拟模块，用于模拟LED光强分布曲线；
扩散板照度获取模块，用于根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
密度分布函数生成模块，用于根据所述扩散板的照度分布及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
网点分布生成模块，用于采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布。
优选地，所述LED光强模拟模块包括：
模拟平面建立单元，用于建立扩散板底部模拟平面；
光强关系确定单元，用于获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
优选地，所述扩散板照度获取模块具体用于：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数。
优选地，所述密度分布函数生成模块具体用于：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)。
优选地，所述网点分布生成模块具体用于：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离。
本发明提出了应用于超薄直下式LED背光模组中具有网点图案的扩散板网点设计方法。通过模拟LED光强分布曲线，计算扩散板底部的照度分布，根据扩散板透射率计算网点的密度分布函数，采用VBA开发工具设置网点区域分布，提高了导光板的开发速度，节省了导光板开发的成本。
附图说明
图1为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中的连接结构示意图；
图2为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中表示LED的发光角度与光强的对应关系图；
图3为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中LED光强模拟模块的结构示意图；
图4为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中LED发光角、混光距离和光强之间的关系示意图；
图5为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中发光角与光强的对应曲线示意图；
图6为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中两颗LED灯的关系示意图；
图7为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中模拟平面照度及其曲线示意图；
图8为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中扩散板的光照示意图；
图9为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中扩散板照度的曲线示意图；
图10为本发明LED背光模组的扩散板网点生成装置一实施例中网点的分布示意图；
图11为本发明LED背光模组的扩散板网点生成方法一实施例中的流程示意图；
图12为本发明LED背光模组的扩散板网点生成方法一实施例中模拟LED光强分布曲线的步骤流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明提供一种LED背光模组的扩散板网点生成装置，其包括：
LED光强模拟模块10，用于模拟LED光强分布曲线；
扩散板照度获取模块20，用于根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
密度分布函数生成模块30，用于根据所述扩散板的照度分布及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
网点分布生成模块40，用于采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布。
本发明提出了应用于超薄直下式LED背光模组中具有网点图案的扩散板网点设计方法。通过LED光强模拟模块10模拟LED光强分布曲线，扩散板照度获取模块20计算扩散板底部的照度分布，密度分布函数生成模块30根据扩散板透射率计算网点的密度分布函数，网点分布生成模块40，采用VBA开发工具设置网点区域分布，提高了导光板的开发速度，节省了导光板开发的成本。
具体的，LED光强模拟模块10可用曲线拟合的方式得到LED的光强分布曲线，参照图2，图2为表示LED的发光角度与光强的对应关系图，发光角度为0°时光强为0.086I，发光角度a为75°时光强为I，则I＝I(a)。参照图3，本发明实施例中，LED光强模拟模块10包括：
模拟平面建立单元11，用于建立扩散板底部模拟平面；
光强关系确定单元12，用于获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
如图4和图5所示，模拟平面建立单元11用于建立扩散板底部模拟平面S，光强关系确定单元12用于获取LED发光角a的两边在模拟平面S上的跨距X和混光距离d与光强I的对应关系。具体的，由图4可知：X＝d*tan(a)；假设混光距离d＝15mm时，可得到的模拟平面S上跨距X与光强I(a)的对应曲线I(X)如图5所示。
本发明实施例中，扩散板照度获取模块20具体用于：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数。
具体的，请参照图6至图8，LED的光强为I(a)，扩散板位于其上方d(d为固定值)处，则A点的照度为：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2。
当LED灯的灯距为m时，将两颗LED灯的照度叠加可以得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)。参照图7，图7为灯距m＝84mm，混光距离为15mm时，模拟平面S的照度。
本发明实施例中，密度分布函数生成模块30具体用于：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)。
为使扩散板实现照度均一，设置目标照度E＝E(x)MIN*T1；根据网点密度函数Y＝(E(x)MIN*/E(x)-1)/(T2-1)，取T1＝70％,T2＝15％,可得到扩散板照度E＝E(x)*(Y*70％*40％+(1-Y)*70％))＝E(x)*(0.7-0.32*Y)。
E(x)MIN＝0.00036，坐标x与密度函数Y的关系如图9所示曲线，通过曲线拟合可得到：
Y＝-0.00000000004899055592934850000*x5-0.00000007053558364728540000000*x4-0.00001483076526538980000000000*x3-0.00097339232226530200000000000*x2-0.00956422985433135000000000000*x+0625717940996768
此处拟合的曲线函数要求斜率变化平缓，不能有斜率突变点，避免出现扩散板照度的突变。
参照图10所示，本发明实施例中，网点分布生成模块40可具体用于：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离。
本发明还提供一种LED背光模组的扩散板网点生成方法，该方法基于前述LED背光模组的扩散板网点生成装置。参照图11所示，本发明实施例中，LED背光模组的扩散板网点生成方法包括以下步骤：
步骤S10，模拟LED光强分布曲线；
步骤S20，根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
步骤S30，根据所述扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
步骤S40，采用宏程序VBA(VisualBasicforApplications)开发工具生成网点的区域分布。
例如，可通过前述装置实施例中的LED光强模拟模块10模拟LED光强分布曲线，扩散板照度获取模块20计算扩散板底部的照度分布，密度分布函数生成模块30根据扩散板透射率计算网点的密度分布函数，网点分布生成模块40，采用VBA开发工具设置网点区域分布。
参照图12所示，本发明实施例中，前述步骤S10中可包括：
步骤S11，建立扩散板底部模拟平面；
步骤S12，获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
例如，通过模拟平面建立单元11建立扩散板底部模拟平面S，通过光强关系确定单元12获取LED发光角a的两边在模拟平面S上的跨距X和混光距离d与光强I的对应关系。
本发明实施例中，上述步骤S20中可包括：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数。
本发明实施例中，上述步骤S30可包括：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)。
本发明实施例中，上述步骤S40可包括：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种LED背光模组的扩散板网点生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
模拟LED光强分布曲线；
根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
根据所述扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布；
所述根据光强分布曲线获取扩散板的照度的步骤包括：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数；
所述根据扩散板的照度及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数的步骤包括：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)；
所述采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布的步骤包括：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离；
所述模拟LED光强分布曲线的步骤包括：
建立扩散板底部模拟平面；
获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
2.一种LED背光模组的扩散板网点生成装置，其特征在于，包括：
LED光强模拟模块，用于模拟LED光强分布曲线；
扩散板照度获取模块，用于根据所述LED光强分布曲线获取扩散板的照度；
密度分布函数生成模块，用于根据所述扩散板的照度分布及扩散板的透射率生成网点的密度分布函数；
网点分布生成模块，用于采用宏程序VBA开发工具生成网点的区域分布；
所述扩散板照度获取模块具体用于：
按以下公式获取单颗LED的照度：
E＝I(a)*cos(a)/r^2＝I(a)*cos(a)^3/d^2；
其中，I为光强，a为发光角，d为混光距离，r为网点半径；
将两颗LED灯的照度叠加得到两颗灯之间的叠加照度分布函数E(x)；
将扩散板底部模拟平面转化为带网点图案的扩散板，并按以下公式获取扩散板的照度：
E＝E(x)*(Y*T1*T2+(1-Y)*T1))；
其中E为扩散板的照度，T1为可见光透过率，T2为油墨可见光透过率，Y为油墨的密度函数；
所述密度分布函数生成模块具体用于：
根据以下公式设置扩散板的目标照度：
E＝E(x)MIN*T1；其中，E(x)MIN为叠加照度分布函数E(x)的最小值；
根据以下公式获取网点密度函数：
Y＝(E(x)MIN/E(x)-1)/(T2-1)；
所述网点分布生成模块具体用于：
设定网点的中心点坐标；
按以下公式确定网点半径，并以此网点半径生成网点的区域分布：
r＝(Y*x-pitch*y-pitch)^0.5，其中r为网点半径，x-pitch为中心点至下一网点的x轴轴向距离，y-pitch为中心点至下一网点的y轴轴向距离；
所述LED光强模拟模块包括：
模拟平面建立单元，用于建立扩散板底部模拟平面；
光强关系确定单元，用于获取LED发光角两边在模拟平面上的跨距和混光距离与光强的对应关系。
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