簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析課件

1、簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析簡單背光源設(shè)計(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)反射來沿著演示器的長度方向來傳播光，下邊圖表中所示就是典型的背光設(shè)計。 什么是背光背光是指用于電子元件中的有一個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)境有很好的對比度 主要的要求 均衡的光通過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)都運用印刷式光輸出技術(shù)。白色網(wǎng)點的陣列被印刷在導(dǎo)光板的底表面。這些網(wǎng)點將入射光以散射的方式均勻地向各個方向反射出去。這些網(wǎng)點也可以被稱為“Lamberti

3、an scatterers”，因為它具有平均光散射的特性。印刷式網(wǎng)點使光在導(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（印刷式光輸簡單背光源設(shè)計(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提高效率，因為這樣可以循環(huán)利用沒有被模型構(gòu)造改變方向的光。 Molded Light Extraction（模型化光輸出簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析LightTools中設(shè)計背光設(shè)計步驟摘要：創(chuàng)建（或者導(dǎo)入）

4、一個導(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的表面接收器運行模擬并且運用各種工具（比如照度計和亮度計）分析輸出。LightTools中設(shè)計背光設(shè)計步驟摘要：用印刷式光輸出設(shè)計背光 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)，這種操作會創(chuàng)建一個白色印刷點的圓形陣列。給表面屬性賦值。2、創(chuàng)建光源。創(chuàng)建一個等效于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dummy plane（虛擬的面）。在dummy plane上創(chuàng)建一個表面接收器來分析照度的均勻性，并且設(shè)置接收器

5、屬性。4、創(chuàng)建一個亮度計來分析亮度比/平均亮度，并且設(shè)置亮度計的屬性 用印刷式光輸出設(shè)計背光 1、創(chuàng)建矩形導(dǎo)光板簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析創(chuàng)建Glass塊開始新的3D Design。設(shè)置系統(tǒng)單位為mm。畫一個glass block來創(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)視圖更改屬性長寬高更改屬性長寬高更改坐標(biāo)改變塊的方向以使其和Z軸對齊 更改坐標(biāo)改變塊的方向以使其和Z軸對齊 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材料編輯用戶材料簡單背光源設(shè)計(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2D的光學(xué)屬性區(qū)創(chuàng)建一個白色網(wǎng)點區(qū)（表現(xiàn)為白色印刷網(wǎng)點）來校正導(dǎo)光板中的光 創(chuàng)建網(wǎng)點，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)，每個區(qū)可以有一個元件

7、或者一個陣列的元件，這個（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，用的以一個環(huán)形的陣列。創(chuàng)建一個2D的光學(xué)屬性區(qū)創(chuàng)建一個白色網(wǎng)點區(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)域賦予一個表面，首先要選定這個表面。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)域賦予一個表面，首先要選定2、在底面添加2D圖案旋轉(zhuǎn)底面，點右鍵，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圖案屬性圓點的間隔這個偏移量是指圓和區(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 兩個相鄰圓在X軸方向的間距 兩個相鄰圓在Y軸方向的間距 圓點的間隔這個偏移量是指圓和區(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)點作用了。若要這樣，需要將底表面的Ray Direction改為Lambertian 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，這樣這些圓就簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析底表面（包括光滑表面和2維印刷網(wǎng)點表面）的光學(xué)屬性改為Lamb

9、ertian Scatterer底表面（包括光滑表面和2維印刷網(wǎng)點表面）的光學(xué)屬性改為Lam簡單背光源設(shè)計(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來表現(xiàn)典型的白色印刷網(wǎng)點修改反射率默認(rèn)Lambertian Scatterer設(shè)置是簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析將Cube_1重命名為LightGuide 將Cube_1重命名為LightGuide 通過屬性將Gamma值再改回0度 保存LightTools文件（FileSave As）到LTUser文件夾，命名為BacklightDesign。 通過屬性將Gamma值再

10、改回0度 保存LightTools文查看網(wǎng)點先改為線框圖模式點右鍵查看首選項查看網(wǎng)點先改為線框圖模式底面網(wǎng)點結(jié)構(gòu)底面網(wǎng)點結(jié)構(gòu)來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，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)光板的過程。 來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，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算來制作反光罩創(chuàng)建光源的反射罩利用圓柱

11、透鏡和布爾運算來制作反光罩簡單背光源設(shè)計(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，點擊右鍵設(shè)置光學(xué)屬性除了第二個圓柱面設(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，點擊右鍵設(shè)置光學(xué)屬性簡單背光源設(shè)計(第8節(jié)課)剖析光線追跡查看設(shè)計效果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)簡單背光源系統(tǒng)簡單背光源系統(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)簡單背光源設(shè)計(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