一种提高LED背光源亮度均匀性的方法

摘要

本发明公开了一种提高LED背光源亮度均匀性的方法，根据所用LED的特征参数和背光源光学系统之间的关系，测量和计算出LED在背光源模组中的亮度分布函数，进一步计算得到LED在背光源中的排列间距和排列方式，从而提高LED背光源亮度的均匀性。

主权项

1.一种提高LED背光源亮度均匀性的方法，其特征在于：根据LED的特征参数和背光源模组的光学系统特点，测量LED的亮度分布函数，计算背光源中任意点的亮度，在保证任意点的亮度均匀性满足设计要求的情况下，得到LED灯管的排列间距和排列方式，具体步骤为：（1）首先，根据背光源装置所需的LED数目n和LED背光源的尺寸，计算LED均匀排列时LED之间的距离，在侧入式背光源装置中，放置LED的背光源侧边总长为d，LED均匀的排列间距为a=d/(n-1)；在直下式背光源装置中，LED背光源的尺寸为长l×宽w，长方向排列的LED数量na和宽方向上排列的LED数量nb满足na×nb=n，则长和宽方向上LED的排列间距分别为l/(na-1)和w/(nb-1)；（2）根据单颗LED的光通量Φi和背光源采用的LED数目n，求取LED背光源的总光通量Φ=nΦi，然后根据背光源光学系统的透过率参数，求出LED背光源的平均亮度则LED背光源的亮度均匀性要求全屏各处的亮度变化范围为其中$\mathrm{\Delta L}=7.5\%\bar{L};$（3）用色彩分析仪测量出单颗LED经背光源光学系统后的亮度分布函数，具体方法是：以LED为中心，在水平和垂直以及其他方向分别选取若干个测试点，测量其亮度值，然后通过拟合得到LED的亮度分布函数L=f（x，y），x和y分别为以LED为中心，平面上任意一点到LED的距离坐标，L为任意点的亮度；（4）LED非均匀排列间距的计算，已知单颗LED的尺寸为长la×宽lb，以水平方向为例，首先在背光源的边缘放置第一颗LED，相邻两颗LED中心的间距可能为la和l/2之间的任意值，根据实际应用要求，LED排列间距变化的步长取Δl，即任意两颗LED排列间距的可能值为la，la+Δl，la+2Δl，la+3Δl…，直到l/2结束，水平和垂直方向的排列均为对称排列；当LED个数na为奇数时，则中心位置为k=(na-1)/2+1，任意点的亮度值计算方法如下：for Di=la:Δl:l/2;i取1到k-1，求得第i和第i+1颗LED的可能排列间距Di；Dk=Dk-1,Dk+1=Dk-2……Dna-1=D1;Li=f(1)+f(2)+f(3)…+f(na);i取1到na，Li表示第i点的亮度值，f(j)表示第j个LED在i点的亮度值；当LED个数na为偶数时，则中心位置介于k=na/2和k+1之间，任意点的亮度值计算方法如下：for Di=la:Δl:l/2;i取1到k，求得第i和第i+1颗LED的可能排列间距Di；Dk+1=Dk-1,Dk+2=Dk-2……Dna-1=D1;Li=f(1)+f(2)+f(3)…+f(na)；i取1到na，Li表示第i点的亮度值，f(j)表示第j个LED在i点的亮度值；垂直方向的间距计算公式与水平方向类似，只是任意两颗LED排列间距的可能值为lb，lb+Δl，lb+2Δl，lb+3Δl…，直到l/2结束，根据计算所得水平和垂直方向的排列间距对均匀排列的LED进行调整，从而得到亮度均匀一致的LED背光源。