簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析課件

1、簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析什么是背光背光是指用于電子元件中的有一個(gè)要求背后出光的平面，其中可以包括小到PDA大到電視屏的電子設(shè)備。典型的背光包括光源，導(dǎo)光板或者是所謂的light pipe。光源一般置于導(dǎo)光板的一側(cè)，以減小導(dǎo)光板的厚度。側(cè)光一般使用總的內(nèi)反射來(lái)沿著演示器的長(zhǎng)度方向來(lái)傳播光，下邊圖表中所示就是典型的背光設(shè)計(jì)。 什么是背光背光是指用于電子元件中的有一個(gè)要求背后出光的平面，典型的背光源結(jié)構(gòu)典型的背光源結(jié)構(gòu)主要的要求 均衡的光通過(guò)LCD的表面，而且光通量足夠高，以便和日光環(huán)境有很好的對(duì)比度 主要的要求 均衡的光通過(guò)LCD的表面，而且光通量足夠高，以便普

2、通光輸出技術(shù)從導(dǎo)光板以垂直于光傳播方向輸出光有好幾種技術(shù)手段。最普通的就是Printed light extraction （印刷式光輸出）和molded light extraction （模型化光輸出）。 普通光輸出技術(shù)從導(dǎo)光板以垂直于光傳播方向輸出光有好幾種技術(shù)手Printed Light Extraction（印刷式光輸出）用于膝上電腦的背光的絕大多數(shù)冷陰極燈管(CCFL:Cold Cathode Fluorescernt Lamp)都運(yùn)用印刷式光輸出技術(shù)。白色網(wǎng)點(diǎn)的陣列被印刷在導(dǎo)光板的底表面。這些網(wǎng)點(diǎn)將入射光以散射的方式均勻地向各個(gè)方向反射出去。這些網(wǎng)點(diǎn)也可以被稱(chēng)為“Lamberti

3、an scatterers”，因?yàn)樗哂衅骄馍⑸涞奶匦浴Ｓ∷⑹骄W(wǎng)點(diǎn)使光在導(dǎo)光板中的傳播方向轉(zhuǎn)向上表面，也就是LCD所在的平面。如下圖所示。Printed Light Extraction（印刷式光輸簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析Molded Light Extraction（模型化光輸出） 模型技術(shù)包括化學(xué)蝕刻或者激光蝕刻，V型槽和微結(jié)構(gòu)技術(shù)。 另外可以在導(dǎo)光板下面放置白色的漫反射片來(lái)提高效率，因?yàn)檫@樣可以循環(huán)利用沒(méi)有被模型構(gòu)造改變方向的光。 Molded Light Extraction（模型化光輸出簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析LightTools中設(shè)計(jì)背光設(shè)計(jì)步驟摘要：創(chuàng)建（或者導(dǎo)入）

4、一個(gè)導(dǎo)光板的光學(xué)機(jī)械模型。改變表面屬性。創(chuàng)建其他光學(xué)部材（比如：擴(kuò)散片）。創(chuàng)建（或?qū)耄┕獗砻?。定義collect output的表面接收器運(yùn)行模擬并且運(yùn)用各種工具（比如照度計(jì)和亮度計(jì)）分析輸出。LightTools中設(shè)計(jì)背光設(shè)計(jì)步驟摘要：用印刷式光輸出設(shè)計(jì)背光 1、創(chuàng)建矩形導(dǎo)光板創(chuàng)建glass塊。在底面創(chuàng)建光學(xué)屬性區(qū)，這種操作會(huì)創(chuàng)建一個(gè)白色印刷點(diǎn)的圓形陣列。給表面屬性賦值。2、創(chuàng)建光源。創(chuàng)建一個(gè)等效于CCFL的圓柱形光源。創(chuàng)建光源的反射面。3、在剛剛高于導(dǎo)光板上表面的地方創(chuàng)建一個(gè)dummy plane（虛擬的面）。在dummy plane上創(chuàng)建一個(gè)表面接收器來(lái)分析照度的均勻性，并且設(shè)置接收器

5、屬性。4、創(chuàng)建一個(gè)亮度計(jì)來(lái)分析亮度比/平均亮度，并且設(shè)置亮度計(jì)的屬性 用印刷式光輸出設(shè)計(jì)背光 1、創(chuàng)建矩形導(dǎo)光板簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析創(chuàng)建Glass塊開(kāi)始新的3D Design。設(shè)置系統(tǒng)單位為mm。畫(huà)一個(gè)glass block來(lái)創(chuàng)建舉行的light pipe，按如下步驟：在命令欄選擇Elements 3D Objects Block3Pt. 創(chuàng)建Glass塊開(kāi)始新的3D Design。玻璃板右側(cè)視圖玻璃板右側(cè)視圖更改屬性長(zhǎng)寬高更改屬性長(zhǎng)寬高更改坐標(biāo)改變塊的方向以使其和Z軸對(duì)齊 更改坐標(biāo)改變塊的方向以使其和Z軸對(duì)齊 更改材料默認(rèn)的材料是BK7_SCHOTT，一中普通的玻璃材料，由玻璃制造

6、商Schott生產(chǎn)。從LightTools提供的材料中Load用戶(hù)材料Acrylic。 更改材料默認(rèn)的材料是BK7_SCHOTT，一中普通的玻璃材料編輯用戶(hù)材料編輯用戶(hù)材料簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析查看屬性，選擇導(dǎo)入的材料查看屬性，選擇導(dǎo)入的材料創(chuàng)建一個(gè)2D的光學(xué)屬性區(qū)創(chuàng)建一個(gè)白色網(wǎng)點(diǎn)區(qū)（表現(xiàn)為白色印刷網(wǎng)點(diǎn)）來(lái)校正導(dǎo)光板中的光 創(chuàng)建網(wǎng)點(diǎn)，要利用LightTools. 2D optical property zones。這種構(gòu)架允許在給定表面不同的區(qū)（zones）定義不同的表面屬性。這些zones隸屬于裸表面，并且對(duì)以任何方向入射的光都有作用，任何表面都可以有任意多的區(qū)，每個(gè)區(qū)可以有一個(gè)元件

7、或者一個(gè)陣列的元件，這個(gè)（些）元件有特定的外形（也就是：圓形，矩形，橢圓的，弓形的）。另外，這個(gè)區(qū)可以定義為黑白的圖片BITMAP（*.bmp）在我們的例子中，用的以一個(gè)環(huán)形的陣列。創(chuàng)建一個(gè)2D的光學(xué)屬性區(qū)創(chuàng)建一個(gè)白色網(wǎng)點(diǎn)區(qū)（表現(xiàn)為白色印刷網(wǎng)1、選擇導(dǎo)光板底表面 將一種屬性區(qū)域賦予一個(gè)表面，首先要選定這個(gè)表面。這種情況下，需要選擇導(dǎo)光板的底表面。 1、選擇導(dǎo)光板底表面 將一種屬性區(qū)域賦予一個(gè)表面，首先要選定2、在底面添加2D圖案旋轉(zhuǎn)底面，點(diǎn)右鍵，添加2維屬性區(qū)域2、在底面添加2D圖案旋轉(zhuǎn)底面，點(diǎn)右鍵，添加2維屬性區(qū)域3、查看2D圖案屬性3、查看2D圖案屬性圓點(diǎn)的間隔這個(gè)偏移量是指圓和區(qū)域的邊界

8、在X方向的偏移 是指圓和區(qū)域邊界在Y方向的偏移 兩個(gè)相鄰圓在X軸方向的間距 兩個(gè)相鄰圓在Y軸方向的間距 圓點(diǎn)的間隔這個(gè)偏移量是指圓和區(qū)域的邊界在X方向的偏移 是指圓更改特性區(qū)域光學(xué)屬性然后改變特性區(qū)域的光學(xué)屬性，這樣這些圓就可以起白色印刷網(wǎng)點(diǎn)作用了。若要這樣，需要將底表面的Ray Direction改為L(zhǎng)ambertian Scatterer。備注：默認(rèn)所有的表面以及光學(xué)特性區(qū)域的折射模式都是透射/TIR，也就是說(shuō)所有的表面都表現(xiàn)為完全透射的。更改特性區(qū)域光學(xué)屬性然后改變特性區(qū)域的光學(xué)屬性，這樣這些圓就簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析底表面（包括光滑表面和2維印刷網(wǎng)點(diǎn)表面）的光學(xué)屬性改為L(zhǎng)amb

9、ertian Scatterer底表面（包括光滑表面和2維印刷網(wǎng)點(diǎn)表面）的光學(xué)屬性改為L(zhǎng)am簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析修改反射率默認(rèn)Lambertian Scatterer設(shè)置是反射率為1的反射。將反射率的值改為0.85來(lái)表現(xiàn)典型的白色印刷網(wǎng)點(diǎn)修改反射率默認(rèn)Lambertian Scatterer設(shè)置是簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析將Cube_1重命名為L(zhǎng)ightGuide 將Cube_1重命名為L(zhǎng)ightGuide 通過(guò)屬性將Gamma值再改回0度 保存LightTools文件（FileSave As）到LTUser文件夾，命名為BacklightDesign。 通過(guò)屬性將Gamma值再

10、改回0度 保存LightTools文查看網(wǎng)點(diǎn)先改為線框圖模式點(diǎn)右鍵查看首選項(xiàng)查看網(wǎng)點(diǎn)先改為線框圖模式底面網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)底面網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)來(lái)光線追跡查看效果可以看到：隨機(jī)地，入射光線遇到網(wǎng)點(diǎn)，反射到上表面。 最后，刪除NS光線。 這就完成了用印刷式光輸出技術(shù)創(chuàng)建導(dǎo)光板的過(guò)程。 來(lái)光線追跡查看效果可以看到：隨機(jī)地，入射光線遇到網(wǎng)點(diǎn)，反射到1、創(chuàng)建光源（添加面光源）1、創(chuàng)建光源（添加面光源）查看光源屬性查看光源屬性修改幾何體修改幾何體將X坐標(biāo)改為10將X坐標(biāo)改為10光源光通量這樣可以使光源的亮度大概接近為。光源光通量。設(shè)置發(fā)光面設(shè)置發(fā)光面創(chuàng)建光源的反射罩利用圓柱透鏡和布爾運(yùn)算來(lái)制作反光罩創(chuàng)建光源的反射罩利用圓柱

11、透鏡和布爾運(yùn)算來(lái)制作反光罩簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析Subtract制作空心圓柱Subtract制作空心圓柱Trim制作半圓反射面Trim制作半圓反射面設(shè)置光學(xué)屬性旋轉(zhuǎn)圓柱體，點(diǎn)擊右鍵設(shè)置光學(xué)屬性除了第二個(gè)圓柱面設(shè)置成反射外，其他面都設(shè)置成吸收。設(shè)置光學(xué)屬性旋轉(zhuǎn)圓柱體，點(diǎn)擊右鍵設(shè)置光學(xué)屬性簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析光線追跡查看設(shè)計(jì)效果1、內(nèi)表面反射2、刪除光線追跡光線追跡查看設(shè)計(jì)效果1、內(nèi)表面反射設(shè)置反射鏡坐標(biāo)設(shè)置反射鏡坐標(biāo)簡(jiǎn)單背光源系統(tǒng)簡(jiǎn)單背光源系統(tǒng)光源和反光罩緊靠導(dǎo)光板將光源的Z坐標(biāo)設(shè)為-1,反光罩的Z坐標(biāo)設(shè)為0（光源的半徑為1）。光源和反光罩緊靠導(dǎo)光板將光源的Z坐標(biāo)設(shè)為-1,反光罩的Z坐標(biāo)簡(jiǎn)單背光源設(shè)計(jì)(第8節(jié)課)剖析設(shè)置接收面在導(dǎo)光管上表面設(shè)置接收器。設(shè)置接收面在導(dǎo)光管上表面