CN104035221B - 背光源模拟治具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光源模拟治具，包括：光源模拟部，光源模拟部上设有可移动的多个发光部件；设置于发光部件的发光面一侧的光学部品模拟部，光学部品模拟部包括与发光部件的相对位置能够变化的导光板；第一测距单元，用于获取相邻发光部件之间的间距；及，第二测距单元，用于获取发光部件与导光板之间的距离。本发明所提供的背光源模拟治具对于影响背光源产生HotSpot的主要因素可以进行定量的控制，可以实际模拟待开发背光源产品光学效果，精确的模拟出Hot Spot的发生状况，通过改变以上几个参数来定量的评估在何种状态下为无Hot Spot设计，为精准设计打下基础，提升模拟准确性及产品模拟设计效率，节约开发时间。

Description

背光源模拟治具
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光源模拟治具。
背景技术
由于使用工作电压低、功耗小、显示方式灵活、辐射低等优点，液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)广泛应用于各种领域，如计算机、手机、电视以及测量显示等领域。LCD包括液晶显示面板和背光源，背光源用于为液晶显示面板提供光源，使得LCD可显示图像。如图1至图3所示，背光源通常包括背板(Back Cover)10、边框(Bezel)20、胶框(MoldFrame)30、光学膜片(Optical Sheet)40、导光板(LGP)50和LED灯条60等，其中，LED灯条60设置在导光板50的入光面一侧，LED灯条60发出的光线从导光板50的入光面入射，并经导光板50底部的网点结构以及反射片70反射后，从导光板50的出光面出射，再经光学膜片40的扩散和汇聚后，形成较为均匀的面光源射出，为显示面板80提供光源。
通常，背光源的LED灯条60包括间隔分布的多个LED61，由于LED具有一定的发光角度(120°)，从图2中光线传播示意图可以看出，在导光板50中有光线存在的地方就为亮区，在LED灯条60上相邻两颗LED61的光线均无法传播到的地方就是暗区，这样在导光板50的入光侧就形成了亮暗交替出现的情形，也就是Hot Spot(“萤火虫”)现象。这种Hot Spot形成的主要受以下因素影响：
一、LED间距(LED Pitch)d1：相邻两颗LED之间的间距d1越大，越容易出现HotSpot；
二、LED与导光板之间的距离d2：该距离d2越小，越容易出现Hot Spot；
三、LED封装(LED PKG)尺寸d3：不同的LED封装例如3020和7020两种LED封装具有不同的长度(3mm、7mm)，控制其他条件相同下，3020更容易出现Hot Spot；
四、LED距离显示面板的有效显示区域(AA区)的距离d4：该距离越小，越容易出现Hot Spot。
随着LED发光效率的提升，背光源中使用的LED颗数会越来越少，这就导致了HotSpot更容易出现，此外，薄型化、窄边框导致LED与导光板及显示面板的有效显示区的距离变小，LED混光距离不够，也更容易出现Hotspot现象。通常在产品开发设计之前，对HotSpot的预估及评判主要通过经验性总结和光学软件模拟来实现。由于光学模拟软件的局限性，其模拟的光线的数量是有限的(如几万、几十万等)，且如果模拟的光线数量越多，模拟所占用的时间则越长(如100万条光线服务器下模拟至少需要12小时)，由此可见，采用光学软件模拟的结果具有局限性，与现实样品中结果会有偏差，精确性差，且模拟时间长。
发明内容
本发明的目的是提供一种背光源模拟治具，其结构简单，对背光源的光学模拟更加直观、透彻、准确，可以极大的提高背光源的设计精确性。
本发明所提供的技术方案如下：
一种背光源模拟治具，包括：
光源模拟部，所述光源模拟部上设有可移动的多个发光部件；
设置于发光部件的发光面一侧的光学部品模拟部，所述光学部品模拟部包括与发光部件的相对位置能够变化的导光板；
第一测距单元，用于获取相邻发光部件之间的间距；以及，
第二测距单元，用于获取发光部件与导光板之间的距离。
进一步的，所述发光部件可拆卸地设置于所述光源模拟部上，用于拆换不同封装尺寸的发光部件。
进一步的，所述光源模拟部包括：
多个发光部件安装结构，每一所述发光部件安装结构对应安装一所述发光部件，且所述发光部件安装结构上设有用于为所述发光部件供电的供电结构；
导轨结构，多个所述发光部件安装结构可移动地设置在所述导轨结构上。
进一步的，所述发光部件安装结构包括用于与所述导轨结构连接的绝缘的滑块组件；
所述供电结构包括：设置在所述滑块组件的相对两侧、且相互绝缘的第一导体部和第二导体部；
其中，所述发光部件的第一引脚与所述第一导体部电连接，所述发光部件的第二引脚与所述第二导体部电连接。
进一步的，所述导轨结构包括：
轨道；
分别位于所述轨道两侧的第三导体部和第四导体部，所述第三导体部与所述第四导体部通过所述轨道绝缘，所述第三导体部通正电压，所述第四导体部通负电压；
其中，所述滑块组件可移动地设置在所述轨道上，位于所述滑块组件一侧的第一导体部与所述第三导体部接触实现电连接，位于所述滑块组件的另一侧的所述第二导体部与所述第四导体部接触实现电连接。
进一步的，所述滑块组件上设置有能够将所述滑块组件固定于所述轨道上的预定位置上的锁紧部件。
进一步的，所述锁紧部件包括设置在所述滑块组件一端端部的紧固螺栓；
所述轨道为长条形通孔，所述紧固螺栓设置于所述长条形通孔内；
其中所述紧固螺栓沿所述长条形通孔移动，带动滑块组件移动；
所述紧固螺栓锁紧，所述滑块组件固定于所述轨道上的预定位置。
进一步的，所述第一测距部为用于测量相邻发光部件之间间距的第一测量尺；
所述第二测距部为用于测量发光部件与导光板之间距离的第二测量尺。
进一步的，所述发光部件为LED封装件。
进一步的，所述光学部品模拟部还包括：
设置于所述导光板的出光面一侧的光学膜片；
设置于所述导光板的远离所述出光面一侧的底反射片；
及，设置于所述光学膜片的远离所述导光板的一侧的显示面板。
进一步的，所述背光源模拟治具还包括：
第三测距单元，用于获取所述发光部件和所述显示面板的有效显示区域之间的距离。
本发明的有益效果如下：
本发明所提供的背光源模拟治具中，可以调整发光部件间距以及导光板和发光部件之间的距离，通过第一测距单元和第二测距单元分别获取发光部件间距及发光部件和导光板之间的距离等参数，从而对于影响背光源产生Hot Spot的主要因素可以进行定量的控制，因此，可以实际模拟待开发背光源产品光学效果，精确的模拟出Hot Spot的发生状况，通过改变以上几个参数来定量的评估在何种状态下为无Hot Spot设计，为精准设计打下基础，提升模拟准确性及产品模拟设计效率，节约开发时间。
在本发明的优选技术方案中，还可以更换不同封装尺寸的发光部件以及测量发光部件至显示面板的有效显示区域的距离，以对影响背光源产生Hot Spot的其他因素可以进行定量的控制，以进一步的提升模拟准确性。
附图说明
图1为传统的背光源的结构示意图；
图2为背光源产生Hot Spot的示意图；
图3为本发明所提供的背光源模拟治具的结构剖视图；
图4为本发明的背光源模拟治具中发光部件安装结构的示意图；
图5为本发明所提供的背光源模拟治具中光源模拟部的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
针对现有技术中，在产品开发设计之前，对背光源的Hot Spot的预估及评判主要通过经验性总结和光学软件模拟来实现，存在精确性差、时间长的问题，本发明提供了一种背光源模拟治具，其结构简单，可以提升模拟准确性及产品模拟设计效率，节约开发时间。
如图3和图5所示，本发明所提供的背光源模拟治具包括：
光源模拟部，所述光源模拟部上设有可移动的多个发光部件100；
设置于发光部件100的发光面一侧的光学部品模拟部，所述光学部品模拟部包括与发光部件100的相对位置能够变化的导光板200；
第一测距单元，用于获取相邻发光部件100之间的间距；以及，
第二测距单元，用于获取发光部件100与导光板200之间的距离。
本发明中所提供的背光源模拟治具，主要包括用于模拟背光源的光源部分的光源模拟部和用于模拟背光源的其他光学膜材部分的光学部品模拟部，其中，光源模拟部中的多个发光部件100均可移动，以改变发光部件100的间距，光学部品模拟部中导光板200相对于发光部件100的位置可以变化，以改变发光部件100和导光板200之间的距离，通过第一测距单元和第二测距单元可以分别获取发光部件100间距及发光部件100和导光板200之间的距离参数，从而对影响背光源产生Hot Spot的主要因素可以进行定量的控制，因此，可以实际模拟待开发背光源产品光学效果，精确的模拟出Hot Spot的发生状况，通过改变以上几个参数来定量的评估在何种状态下为无Hot Spot设计，为精准设计打下基础，提升模拟准确性及产品模拟设计效率，节约开发时间。
本发明的背光源模拟治具模拟实际的背光源状态的方法具体为：
移动发光部件100，以调节发光部件100之间的间距；
移动导光板200或者移动发光部件100，以调节发光部件100与导光板200之间的距离；
上述调节步骤之后，点亮发光部件100，若光学部品模拟部上显示的画面没有达到标准，即产生Hot Spot，则重复上述调节步骤对发光部件100间距或发光部件100与导光板200之间的距离进行调节，直到光学部品模拟部上显示的画面达到标准，则完成了模拟背光源状态，再利用第一测距单元和第二测距单元获取此时发光部件100间距及发光部件100和导光板200之间的距离参数，作为背光源的产品开发设计参数。
以下说明本发明的背光源模拟治具的优选实施例。
本实施例中，优选的，所述发光部件100可拆卸地设置于所述光源模拟部上，用于拆换不同封装尺寸的发光部件100。采用上述方案，可以更换不同封装尺寸的发光部件100，以对影响背光源产生Hot Spot的发光部件100的封装尺寸参数进行控制，以进一步的提升模拟准确性。优选的，所述发光部件100为LED封装件(LED PKG)。
此外，本实施例中，优选的，如图3和图5所示，所述光源模拟部包括：
多个发光部件安装结构200，每一所述发光部件安装结构200对应安装一所述发光部件100，且所述发光部件安装结构200上设有用于为所述发光部件100供电的供电结构；
导轨结构300，多个所述发光部件安装结构200可移动地设置在所述导轨结构300上。
上述方案中，在光源模拟部通过设计导轨结构，每一发光部件100通过发光部件安装结构200设置在该导轨结构300上，发光部件安装结构200沿导轨结构300移动，带动发光部件100移动，以改变发光部件100间距，移动方式简单。需要说明的是，在实际应用中，所述发光部件100也可以通过其他方式移动，在此不再列举。
本实施例中，优选的，如图3和图5所示，所述发光部件安装结构200包括用于与所述导轨结构300连接的绝缘的滑块组件201；所述供电结构包括：设置在所述滑块组件201的相对两侧、且相互绝缘的第一导体部202和第二导体部203；其中，所述发光部件100的第一引脚101与所述第一导体部202电连接，所述发光部件100的第二引脚102与所述第二导体部203电连接。
上述方案中，滑块组件201用于与导轨结构300连接，发光部件100可拆卸地设置在该滑块组件201上，发光部件100的两个引脚分别与滑块组件201上的第一导体部202和第二导体部203电连接，以实现发光部件100的安装。
本实施例中，优选的，如图3和图5所示，所述导轨结构300包括：
轨道301；以及，分别位于所述轨道301两侧的第三导体部302和第四导体部303，所述第三导体部302与所述第四导体部303通过所述轨道301绝缘，所述第三导体部302通正电压，所述第四导体部303通负电压；
其中，所述滑块组件201可移动地设置在所述轨道301上，位于所述滑块组件201一侧的第一导体部202与所述第三导体部302接触实现电连接，位于所述滑块组件201的另一侧的所述第二导体部203与所述第四导体部303接触实现电连接。
上述方案中，将导轨结构300的轨道上、下两侧分别设置导体，即第三导体部302和第四导体部303，轨道301在第三导体部302和第四导体部303之间起到绝缘作用，在第三导体部302和第四导体部303上分别通正、负电压，由于第三导体部302和第三导体部302分别形成于轨道上、下两侧，而滑块组件201设置在轨道上，且第一导体部202和第二导体部203分别位于滑块组件201的上、下两侧，从而，固定在滑块组件201上的第一导体部202即和与其同侧的第三导体部302接触实现电连接，第二导体部203即和与其同侧的第四导体部303接触实现电连接，从而为发光部件100供电；
并且，采用上述方案，第三导体部302和第三导体部302分别形成于轨道301上、下两侧，而第一导体部202和第二导体部203分别位于滑块组件201的上、下两侧，在滑动组件沿轨道301移动过程中，第一导体部202可以始终和与其同侧的第三导体部302接触，第二导体部203可以始终和与其同侧的第四导体部303接触，这种接触式电连接方式，结构简单，无需线缆或电路结构，不会由于线缆或电路结构等存在而对发光部件100的移动形成阻碍。
当然可以理解的是，在实际应用中，实现为发光部件100供电的方式并非仅局限于此，还可以采用其他方式，例如：导轨结构300为绝缘体，滑块组件201上单独设置为发光部件100供电的供电电路等，在此不再一一列举。
以下说明发光部件安装结构200的一种优选实施方式。
如图4和图5所示，所述发光部件100优选采用LED PKG(LED封装)，通常LED PKG的两个引脚位于其相对两侧。本实施例中，所述发光部件安装结构200中的供电结构设置在滑块组件201的第一端，根据LED PKG的结构特征，优选的，滑块组件201的第一端划划分为阵列分布且相互独立的四个区域，即，第一区域A、第二区域B、第三区域C和第四区域D，其中第一区域A和第三区域C对角设置，第二区域B和第四区域D对角设置，第二区域B和第四区域D分别设置导体，形成所述第一导体部202和所述第二导体部203，所述第一区域A和所述第二区域B分别设置绝缘体，LED PKG的焊脚固定在四个区域的中间，滑块组件201设置在轨道301内，第二区域B和第四区域D分别与轨道301上、下侧的第三导体部302和第四导体部303接触，分别给轨道301上、下两侧的导体正、负电压，则第二区域B和第四区域D接通正、负电压，从而可以实现LED的点亮发光。
需要说明的是，以上仅提供了一种该发光部件安装结构200的优选结构，在实际应用中，该发光部件安装结构200还可以是采用其他方式，在此不再一一列举。
此外，本实施例中，优选的，所述滑块组件201上设置有能够将所述滑块组件201固定于所述轨道301上的预定位置上的锁紧部件。采用上述方案，可以利用锁紧部件将滑块组件201固定于轨道301上的预定位置，从而防止模拟过程中发光部件100异常滑动。
此外，本实施例中，进一步优选的，如图3所示，所述锁紧部件包括设置在所述滑块组件201的第二端端部的紧固螺栓204；
所述轨道301为长条形通孔，所述紧固螺栓204设置于所述长条形通孔内；
其中所述紧固螺栓204沿所述长条形通孔移动，带动滑块组件201移动；
所述紧固螺栓204锁紧，所述滑块组件201固定于所述轨道301上的预定位置。
上述方案中，紧固螺栓204一方面可以与轨道301配合，带动滑块组件201移动，另一方面可以将滑块组件201锁紧固定于轨道301上预定位置，以防止发光部件100异常滑动。
当然可以理解的是，在实际应用中，所述锁紧部件也可以采用其他结构；并且，所述轨道及所述滑块组件的配合方式也并不仅局限于此，在此不再列举。
此外，本实施例中，优选的，如图3和图5所示，所述第一测距部为用于测量相邻发光部件100之间间距的第一测量尺401；所述第二测距部为用于测量发光部件100与导光板200之间距离的第二测量尺402。
采用上述方案，由于可以直接通过测量尺来获取背光源的结构参数，无需另外使用测量工具，使得测量更加简单。当然可以理解的是，在实际应用中，也可以是采用其他测距工具来获取上述参数，例如采用红外测距仪等，在此不再列举。
此外，还需说明的是，本实施例中，如图5所示，所述第一测量尺401设置于第三导体部302上，结构更加简便，测量更加直观。
此外，本实施例中，为了进一步提升模拟准确性，优选的，所述光学部品模拟部还可以包括：
设置于所述导光板200的出光面一侧的光学膜片500；
设置于所述导光板200的远离所述出光面一侧的底反射片600；
及，设置于所述光学膜片500的远离所述导光板200的一侧的显示面板(图中未示出)。
采用上述方案，将传统的背光源中的底反射片及光学膜片500等设计于该光学部品模拟部，可以更加准确模拟实际中背光源的状况；并且，上述方案中，还将显示面板设计于该光学部品模拟部，可以更加直观的模拟实际模拟待开发背光源对于显示装置产品的光学效果。
此外，本实施例中，优选的，所述背光源模拟治具还可以包括：
第三测距单元，用于获取所述发光部件100和所述显示面板的有效显示区域之间的距离。
影响Hot Spot的主要因素还包括发光部件100和显示面板的有效显示区域之间的距离，采用上述方案，本发明的背光源模拟治具可以对影响背光源产生Hot Spot的几个主要因素均进行定量的控制，以进一步提升模拟准确性及产品模拟设计效率，节约开发时间。
所述第三测距单元可以是测量尺或其他测距工具。
此外，还需说明的是，本发明所提供的背光源模拟治具中，还可以更换光学部品模拟部中导光板200、光学膜片500、底反射片600的不同材质，以选择较佳的光学膜材来模拟待开发背光源状态。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光源模拟治具，其特征在于，包括：
光源模拟部，所述光源模拟部上设有可移动的多个发光部件；
设置于发光部件的发光面一侧的光学部品模拟部，所述光学部品模拟部包括与发光部件的相对位置能够变化的导光板；
第一测距单元，用于获取相邻发光部件之间的间距；以及，
第二测距单元，用于获取发光部件与导光板之间的距离；
其中所述光源模拟部包括：
多个发光部件安装结构，每一所述发光部件安装结构对应安装一所述发光部件，且所述发光部件安装结构上设有用于为所述发光部件供电的供电结构；
导轨结构，多个所述发光部件安装结构可移动地设置在所述导轨结构上。
2.根据权利要求1所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述发光部件可拆卸地设置于所述光源模拟部上，用于拆换不同封装尺寸的发光部件。
3.根据权利要求1所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述发光部件安装结构包括用于与所述导轨结构连接的绝缘的滑块组件；
所述供电结构包括：设置在所述滑块组件的相对两侧、且相互绝缘的第一导体部和第二导体部；
其中，所述发光部件的第一引脚与所述第一导体部电连接，所述发光部件的第二引脚与所述第二导体部电连接。
4.根据权利要求3所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述导轨结构包括：
轨道；
分别位于所述轨道两侧的第三导体部和第四导体部，所述第三导体部与所述第四导体部通过所述轨道绝缘，所述第三导体部通正电压，所述第四导体部通负电压；
其中，所述滑块组件可移动地设置在所述轨道上，位于所述滑块组件一侧的第一导体部与所述第三导体部接触实现电连接，位于所述滑块组件的另一侧的所述第二导体部与所述第四导体部接触实现电连接。
5.根据权利要求4所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述滑块组件上设置有能够将所述滑块组件固定于所述轨道上的预定位置上的锁紧部件。
6.根据权利要求5所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述锁紧部件包括设置在所述滑块组件一端端部的紧固螺栓；
所述轨道为长条形通孔，所述紧固螺栓设置于所述长条形通孔内；
其中所述紧固螺栓沿所述长条形通孔移动，带动滑块组件移动；
所述紧固螺栓锁紧，所述滑块组件固定于所述轨道上的预定位置。
7.根据权利要求1所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述第一测距部为用于测量相邻发光部件之间间距的第一测量尺；
所述第二测距部为用于测量发光部件与导光板之间距离的第二测量尺。
8.根据权利要求1所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述发光部件为LED封装件。
9.根据权利要求1所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述光学部品模拟部还包括：
设置于所述导光板的出光面一侧的光学膜片；
设置于所述导光板的远离所述出光面一侧的底反射片；
及，设置于所述光学膜片的远离所述导光板的一侧的显示面板。
10.根据权利要求9所述的背光源模拟治具，其特征在于，
所述背光源模拟治具还包括：
第三测距单元，用于获取所述发光部件和所述显示面板的有效显示区域之间的距离。
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