【摘 要】
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液晶显示器已经是平板显示器中的主流产品,它在人们生产生活的各方面都有广阔的应用。作为液晶显示器的关键组成部件,背光模组逐渐向大尺寸、超薄化、低成本的方向发展。为了缩短混光距离,通常采用二次透镜对LED光源的光线进行再次分配,因此针对透镜的设计工作就非常重要。本文基于非成像光学理论,提出了直下式LED背光模组中双自由曲面透镜的设计方法。首先对确定设计指标下单个透镜目标面照度最优分布进行了讨论,在此基
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液晶显示器已经是平板显示器中的主流产品,它在人们生产生活的各方面都有广阔的应用。作为液晶显示器的关键组成部件,背光模组逐渐向大尺寸、超薄化、低成本的方向发展。为了缩短混光距离,通常采用二次透镜对LED光源的光线进行再次分配,因此针对透镜的设计工作就非常重要。本文基于非成像光学理论,提出了直下式LED背光模组中双自由曲面透镜的设计方法。首先对确定设计指标下单个透镜目标面照度最优分布进行了讨论,在此基础上提出了基于目标面照度最优分布的初始面型设计方法,然后针对扩展光源下透镜照度分布进行了基于照度反馈的一次优化设计,再采用交叠法对透镜面型进行了二次优化。采用上述方法设计了混光距离分别是22mm和10mm的两款透镜（OD22mm和OD10mm）。仿真结果表明:混光距离是22mm时,背光模组在使用设计的双自由曲面透镜后阵列水平方向照度均匀性达到了91.00%;混光距离是10mm时,背光模组在使用设计的双自由曲面透镜后阵列水平方向照度均匀性达到了94.76%。实际加工并测试了OD22mm的透镜。测试结果表明:OD22mm背光模组在使用本文设计的双自由曲面透镜后9点亮度均匀性达到了87.98%。采用本文设计的双自由曲面透镜可以在不增加背光厚度的情况下有效地满足阵列均匀性的设计指标,实现了超薄化背光。
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