KR100606854B1 - Optimized Design Method for Light Reflection Pattern of Light Guiding Panel - Google Patents

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Abstract

컴퓨터를 이용하여 자동으로 실행할 수 있는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법이 개시된다. 도광판 하부면에 인쇄되는 잉크도트는 밀도함수로 정의된다. 밀도함수의 계수와 백라이트유닛의 나머지 설계요소에 대하여 특정값이 각각 부여하여 백라이트유닛을 자동으로 모델링 한다. 모델링 된 백라이트유닛에 대하여 광선추적기법을 이용한 시뮬레이션을 실행하여 도광판의 휘도 균일도를 나타내는 목적함수 값을 계산한다. 계산된 목적함수값이 설정된 한계값을 만족할 때까지, 심플렉스 탐색 기법을 이용한 밀도함수의 수정, 그 수정된 밀도함수에 의해 정해지는 잉크도트의 패턴을 적용한 백라이트유닛의 리모델링, 그리고 그 리모델링 된 백라이트유닛에 대한 시뮬레이션이라는 일련의 루프를 반복한다. An optimal design method of a light reflection pattern of a light guide plate which can be executed automatically by using a computer is disclosed. The ink dot printed on the lower surface of the light guide plate is defined by the density function. The backlight unit is automatically modeled by assigning specific values to the coefficient of density function and the remaining design elements of the backlight unit. Simulation of the modeled backlight unit using the ray tracing technique is performed to calculate the objective function value indicating the uniformity of the brightness of the light guide plate. Modification of the density function using the simplex search technique, remodeling the backlight unit applying the pattern of the ink dot determined by the modified density function until the calculated objective function value satisfies the set limit value, and the remodeled backlight Iterate through a series of loops called simulations for the unit.

Description

도광판의 광반사 패턴의 최적 설계 방법 {Optimized Design Method for Light Reflection Pattern of Light Guiding Panel}Optimal Design Method for Light Reflection Pattern of Light Guiding Panel

본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면들을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.Detailed description of the embodiments of the present invention will be made with reference to the accompanying drawings, in which numerals designate corresponding parts in the drawings.

도 1은 종래의 일반적인 백라이트유닛(Back-Light Unit: BLU)의 구조를 도시한다. 1 illustrates a structure of a conventional back-light unit (BLU).

도 2는 도광판의 하부면에 인쇄된 잉크도트의 일반적인 패턴을 예시한다.2 illustrates a general pattern of ink dots printed on the bottom surface of the light guide plate.

도 3a는 원형 도트 온 그리드' (circular-dot-on-grid) 형의 도트배치방법을, 도 3b는 '원형 도트 온 하니콤' (circular-dot-on-honeycomb) 형의 도트배치방법을, 그리고 도 3c는 '육각 도트 온 하니콤' (hexagonal-dot- on-honeycomb) 형 도트 배치방법을 각각 도시한다. FIG. 3A illustrates a dot arrangement method of a circular dot-on-grid type, and FIG. 3B illustrates a dot arrangement method of a circular-dot-on-honeycomb type. 3C illustrates a hexagonal dot-on-honeycomb type dot arrangement method, respectively.

도 4는 램프로부터의 거리에 따른 도트 인쇄패턴의 밀도함수 d(x) 로 정의할 수 있다. 4 may be defined as the density function d (x) of the dot printing pattern according to the distance from the lamp.

도 5는 원형 도트 온 그리드 모델에서 밀도함수 d(x)로부터 도트의 반지름 r i 을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram for describing a method of calculating a radius r i of a dot from a density function d (x) in a circular dot on grid model.

도 6은 '원형 도트 온 하니콤' 패턴에서 대칭배치(a)와 비대칭배치(b)를 도 시한다. 6 shows symmetry (a) and asymmetry (b) in the 'circular dot on honeycomb' pattern.

도 7은 '원형 도트 온 하니콤' (Circular-dot-on-honeycomb) 잉크도트 패턴에서 주어진 밀도함수로부터 도트의 반지름을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining a method of calculating a radius of a dot from a density function given in a 'circular dot-on-honeycomb' ink dot pattern.

도 8은 '원형 도트 온 하니콤' 잉크 도트 패턴의 비대칭 배치에서의 스트립을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for explaining a strip in an asymmetrical arrangement of a 'circular dot on honeycomb' ink dot pattern.

도 9는 '육각 도트 온 하니콤' (Hexagonal-dot-on-honeycomb) 잉크 도트 패턴에서 도트의 크기를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a view for explaining a method of calculating the size of a dot in a hexagonal-dot-on-honeycomb ink dot pattern.

도 10은 BLU 모델링과 광선추적기법을 설명하기 위한 도면이다. 10 is a view for explaining the BLU modeling and ray tracing technique.

도 11은 광선추적기법을 이용한 도광판의 휘도 분포를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for describing a method of predicting a luminance distribution of a light guide plate using a ray tracing technique. FIG.

도 12는 본 발명에 따른 BLU의 최적화 설계방법의 전체적인 개요를 나타낸 흐름도이다.12 is a flow chart showing the overall overview of the BLU optimization design method according to the present invention.

도 13은 도트의 크기를 조절하는 밀도함수에 따른 평면광의 균일도를 나타내는 그래프이다.13 is a graph showing the uniformity of plane light according to the density function for adjusting the size of the dot.

도 14는 밀도함수 D(x) 에 의해 계산된 도트패턴에 따라 BLU의 시뮬레이션 결과로 구해지는 그리드 카운트 값을 나타낸다. 14 shows a grid count value obtained as a simulation result of the BLU according to the dot pattern calculated by the density function D (x) .

도 15는 심플렉스 탐색 기법을 이용하여 최적의 휘도 균일도를 제공하는 잉크도트의 밀도함수를 찾는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 15 is a flowchart illustrating a method of finding a density function of an ink dot that provides an optimal luminance uniformity using a simplex search technique.

도 16은 세 개의 삼차원 다항식으로 밀도함수를 만든 경우를 도시한다.16 shows a case where a density function is made of three three-dimensional polynomials.

도 17은 밀도함수의 변환을 위해 필요한 새로운 심플렉스를 넬덜-미드(Nelder-Mead)의 심플렉스 탐색 기법으로 찾아내는 과정을 보다 자세하게 도시한 흐름도이다. FIG. 17 is a detailed flowchart illustrating a process of finding a new simplex required for density function conversion by a Nelder-Mead simplex search technique.

도 18의 (a)와 (b)는 최적의 잉크도트의 인쇄패턴에 의해 도광판 전면으로 발생하는 휘도를 2차원과 1차원으로 표시한 휘도 분포 그래프이다. 18A and 18B are luminance distribution graphs displaying luminance generated in front of the light guide plate in two and one dimensions by an optimal ink dot printing pattern.

도 19는 심플렉스탐색 알고리즘 수행과정에서 밀도함수가 변화되는 과정을 나타낸 그래프이다.19 is a graph illustrating a process of changing a density function in the process of performing a simplex search algorithm.

도 20은 심플렉스탐색 알고리즘 수행과정에서 밀도함수가 변화되면서 도광판 전면으로 출사되는 광의 변화 과정을 나타낸 2차원 휘도 그래프이다. 20 is a 2D luminance graph illustrating a process of changing the light emitted to the front of the LGP while the density function is changed during the simplex search algorithm.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

112: 도광판 114a, 114b: 냉음극형 형광등112: light guide plate 114a, 114b: cold cathode fluorescent lamp

116a, 116b: 램프 반사갓 118: 프리즘시트116a, 116b: lamp reflector 118: prism sheet

120: 잉크 도트 122: 확산시트120: ink dot 122: diffusion sheet

124: 반사판 126: LCD 패널124: reflector 126: LCD panel

130: 그리드 평면130: grid plane

본 발명은 백라이트유닛(Back-Light Unit: BLU)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 BLU의 주요 부품 중의 하나인 도광판의 광반사 패턴의 설계에 관한 것이 다.The present invention relates to a backlight unit (BLU), and more particularly, to the design of a light reflection pattern of a light guide plate, which is one of the main components of the BLU.

종래의 일반적인 BLU의 구조가 도 1에 도시된다. BLU는 도시된 것처럼 아크릴로 만들어진 도광판(12)과, 이 도광판(12)의 측면에 설치된 냉음극관 형광램프(14), 이 형광램프(14)에서 발생한 빛을 도광판 내부로 반사하여 주는 반사판(16), 그리고 도광판(12) 전면으로 출사되는 광을 확산시켜 휘도 균일도를 개선하는 확산판(22), 그리고 출사 광의 시야각을 좁혀 전면휘도를 높여주는 프리즘 판(18) 등으로 구성된다. 또한 도광판(12)의 하부면에는 도광판 측면에서 입력되는 광을 도광판 전면으로 그 방향을 바꾸어 주기 위해서 광을 난반사에 의해 확산시켜주는 광반사 패턴(20)이 형성되고, 광반사 패턴(20)의 아래에는 반사쉬트(24)가 배치된다. The structure of a conventional general BLU is shown in FIG. The BLU includes a light guide plate 12 made of acrylic, a cold cathode fluorescent lamp 14 provided on the side of the light guide plate 12, and a reflector 16 reflecting light generated by the fluorescent lamp 14 into the light guide plate. ), And a diffuser plate 22 for diffusing light emitted from the front surface of the light guide plate 12 to improve luminance uniformity, and a prism plate 18 for narrowing the viewing angle of the emitted light to increase front luminance. In addition, a light reflection pattern 20 is formed on the lower surface of the light guide plate 12 to diffuse light by diffuse reflection to change the direction of light input from the light guide plate side to the front of the light guide plate. The reflection sheet 24 is disposed below.

BLU가 가져야 할 특성 중에는 LCD 전면으로 균일한 평면광을 만들어 내는 것과 밝은 곳에서도 LCD를 밝게 조명해줄 정도의 높은 휘도를 가지는 광을 출사시키는 것이 무엇보다도 긴요하다. 이러한 고휘도와 우수한 휘도 균일성은 대부분 도광판의 하부에 형성되는 광반사 패턴에 크게 좌우된다. 광반사 패턴은 여러 가지 종류가 있으며, 그 중 대표적인 것으로는 광확산 기능을 갖는 확산잉크를 도광판 하부면에 도트 패턴으로 인쇄하는 인쇄패턴 방식과 도광판의 하부면에 여러 줄의 V자형 홈을 형성한 V-컷 방식이다. Among the characteristics of BLU, it is important to produce uniform flat light on the front of the LCD and to emit light with high luminance enough to illuminate the LCD brightly even in bright places. Such high brightness and excellent brightness uniformity depend largely on the light reflection pattern formed on the lower part of the light guide plate. There are various kinds of light reflection patterns. Among them, a printing pattern method of printing a diffusion ink having a light diffusion function in a dot pattern on the lower surface of the light guide plate and a plurality of V-shaped grooves formed on the lower surface of the light guide plate V-cut method.

또한 대형의 LCD를 위한 BLU에서는 여러 개의 광원을 LCD 밑면에 직접 설치하는 직하형 BLU도 개발되고 있다. 이러한 직하형 BLU에서는 광원의 후면에서 광을 BLU 전면으로 전사시켜주는 반사판의 기하학적인 형태가 매우 중요하다.In addition, in the BLU for large LCDs, a direct type BLU is being developed in which several light sources are directly installed on the bottom of the LCD. In the direct type BLU, the geometric shape of the reflector that transfers light from the back of the light source to the front of the BLU is very important.

광반사 패턴이 확산잉크의 도트 패턴인 경우 그 잉크도트들의 밀도와 배열에 의하여 조정된다는 점은 잘 알려져 있다. 도 2는 도광판(12)의 하부면에 인쇄된 잉크도트의 일반적인 패턴을 예시한다. 도 2와 같이 광원에서 먼 쪽의 잉크도트의 크기를 광원에서 가까운 쪽의 잉크도트보다 크게 하면, 크기가 큰 잉크도트에서 상대적으로 많은 빛이 산란되어 도광판의 전면으로 출사되므로 전체적으로는 균일한 평면광을 만들 수 있다. 잉크도트 패턴에 있어서, 잉크는 크기가 다른 수십만 개 이상의 작은 도트로 인쇄된다. 일반적으로 광원에 가까운 곳에는 잉크의 밀도가 낮게, 그리고 먼 곳은 잉크의 밀도가 높게 조밀한 패턴으로 설계한다. 이와 같이 확산잉크도트의 인쇄 패턴에 따라서 BLU의 전면으로 출사되는 평면광의 휘도와 균일도는 달라진다. 따라서 원하는 광 분포를 얻어내기 위해서는 주어진 조건에서 균일한 평면광을 생성하게 하는 도트 패턴을 찾아내는 것은 매우 중요하다.It is well known that when the light reflection pattern is a dot pattern of diffusion ink, it is adjusted by the density and arrangement of the ink dots. 2 illustrates a general pattern of ink dots printed on the bottom surface of the light guide plate 12. If the size of the ink dot farther from the light source is larger than that of the ink dot closer to the light source as shown in FIG. You can make In the ink dot pattern, the ink is printed with hundreds of thousands of small dots of different sizes. In general, it is designed in a dense pattern where ink density is low near the light source and where the ink density is far away. As such, the brightness and uniformity of the plane light emitted to the front surface of the BLU vary depending on the printing pattern of the diffusion ink dot. Therefore, in order to obtain a desired light distribution, it is very important to find a dot pattern that generates uniform plane light under given conditions.

최적의 도트 패턴을 찾아내는 작업은 특정 도트 패턴에 대하여 BLU 시뮬레이션을 하여 그 패턴이 제공해 주는 휘도의 균일도를 예측하고, 그 예측 결과에 기초하여 보다 나은 휘도 균일도를 제공해줄 보다 개선된 도트 패턴으로 수정하고, 그 수정된 도트 패턴에 대하여 다시 BLU 시뮬레이션을 하는 과정을 반복하고, 이러한 과정을 통해 종국적으로 원하는 수준의 휘도 균일도를 제공해주는 도트 패턴을 확정하는 방식으로 진행되는 것이 일반적이다. BLU 시뮬레이션은 광선추적 기법을 주로 이용한다. 광선추적 기법을 이용한 BLU 시뮬레이션의 목적은 BLU의 램프에서 투입된 광 에너지가 어느 정도 효율적으로 BLU의 전면으로 출사되는지를 나타내는 광효율을 효과적으로 계산하고, 또한 BLU의 전면에 발생하는 휘도의 균일도를 예하 기 위한 것이다. 이러한 BLU 시뮬레이션은 프로그램으로 구현되어 이미 BLU 설계에 이용되고 있다. 하지만 BLU 시뮬레이션의 예측 결과, 휘도 균일도를 보다 좋게 하기 위한 인쇄 도트 패턴의 수정 작업을 반복적으로 수행하여 종국적으로는 최적화된 인쇄 도트 패턴을 확정하는 작업은 설계자의 감각과 경험에 근거하여 시행착오의 의한 수동적인 설계방식으로 수행되었다. 이러한 수동적인 설계방식은 많은 횟수의 시행착오를 거치는 실험을 필요로 할 뿐만 아니라, 매우 긴 시간을 필요로 한다. 따라서 최적 인쇄 패턴의 설계 작업이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 개선이 필요하다.The task of finding the optimal dot pattern is to perform BLU simulation on a specific dot pattern to predict the uniformity of luminance provided by the pattern, and to correct the improved dot pattern to provide better luminance uniformity based on the prediction result. In addition, the BLU simulation process is repeated for the modified dot pattern, and a process of determining a dot pattern that finally provides a desired level of luminance uniformity is generally performed. BLU simulation mainly uses ray tracing technique. The purpose of the BLU simulation using ray tracing techniques to calculate the optical efficiency that indicates that the optical energy injected from the lamp of the BLU somewhat efficiently front emitted by the BLU effectively, and further for example, the brightness uniformity of the generated on the front of the BLU-side and It is to. These BLU simulations are implemented in programs and are already used for BLU design. However, as a result of BLU simulation, it is necessary to repeatedly correct the printed dot pattern to improve luminance uniformity, and finally determine the optimized printed dot pattern based on trial and error based on the designer's sense and experience. Passive design was performed. This manual design method not only requires a large number of trial and error experiments, but also requires a very long time. Therefore, there is a need for an improvement that enables the design work of the optimum print pattern to be performed more efficiently.

따라서 본 발명은 BLU의 도광판의 광반사 패턴의 설계에 있어서 원하는 휘도 균일도를 제공할 수 있는 최적화된 광반사 패턴을 프로그램에 의해 자동적으로 산출할 수 있도록 하여 BLU 설계에 드는 시간과 노력을 절감할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention can automatically calculate the optimized light reflection pattern that can provide the desired brightness uniformity in the design of the light reflection pattern of the light guide plate of the BLU to reduce the time and effort required for BLU design Its purpose is to provide a way.

본 발명의 일 측면에 따르면, 프로그램 된 컴퓨터를 이용하여 백라이트유닛용 도광판의 최적 설계를 위한 방법으로서, 적어도 백라이트유닛 및 도광판의 크기와 램프의 개수 및 배치 위치를 비롯한 백라이트유닛의 물리적 제원에 관련된 설계요소들과 도광판의 광투과율과 광반사 패턴의 반사율을 비롯한 백라이트유닛에 채용되는 광학부품의 속성에 관한 설계요소들 중에서, 상기 광반사 패턴을 최적 설계의 대상인 가변적 설계요소로 삼아 그에 대응하여 다항식으로 표현되는 특성함수를 정의하고 그 특성함수 다항식의 계수에 대하여 초기값을 부여하고, 그 밖의 다른 설계요소들은 고정적인 설계요소로 보아 각각에 대하여 소정의 상수값을 부여하는 것에 의해, 상기 백라이트유닛을 자동으로 모델링하는 제1단계; 모델링 된 백라이트유닛에 대하여 광선추적기법을 이용한 백라이트유닛 시뮬레이션을 실행하여 상기 도광판의 휘도 균일도를 나타내는 목적함수 값을 계산하는 제2단계; 및 계산된 상기 목적함수값이 미리 설정된 한계값을 만족하는 경우를 포함하는 소정의 종료조건이 만족될 때까지, 상기 목적함수 값이 상기 휘도 균일도가 개선되는 쪽으로 변경되게 해주는 상기 특성함수 다항식의 계수를 심플렉스 탐색 알고리즘의 실행을 통해 새로 산출하고, 산출된 새로운 계수를 적용하여 상기 특성함수를 수정하고, 수정된 특성함수에 의거하여 상기 도광판의 새로운 광반사패턴을 산출하고, 그 새로 산출된 광반사패턴을 적용하여 상기 백라이트유닛을 다시 모델링 한 다음, 상기 제2단계로 피드백 하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a method for optimal design of a light guide plate for a backlight unit using a programmed computer, the design related to the physical specifications of the backlight unit including at least the size of the backlight unit and the light guide plate and the number and placement of lamps Among the design elements related to the properties of the optical components employed in the backlight unit, including the light transmittance of the elements and the light guide plate and the reflectance of the light reflection pattern, the light reflection pattern is used as a variable design element that is an object of optimal design and correspondingly in a polynomial manner. By defining the characteristic function to be expressed and giving an initial value to the coefficient of the polynomial of the characteristic function, and the other design elements are regarded as fixed design elements, the backlight unit is given a predetermined constant value for each. A first step of automatically modeling; Calculating a target function value representing luminance uniformity of the light guide plate by performing a backlight unit simulation using a ray tracing technique with respect to the modeled backlight unit; And a coefficient of the characteristic function polynomial which causes the objective function value to be changed to improve the luminance uniformity until a predetermined termination condition is satisfied, wherein the calculated objective function value satisfies a preset threshold value. Is newly calculated through the execution of a simplex search algorithm, the calculated new function is applied to calculate the new light reflection pattern of the light guide plate based on the modified characteristic function, and the newly calculated light is calculated. After applying the reflection pattern to the model again the backlight unit, there is provided an optimal design method of the light reflection pattern of the light guide plate comprising a third step of feeding back to the second step.

상기 설계방법은 상기 종료조건의 만족이 있는 경우, 그 때의 특성함수에 의해 정의되는 광반사 패턴을 산출하여 최종 설계안으로 확정하는 단계를 더 포함한다. The design method further includes the step of calculating a light reflection pattern defined by the characteristic function at that time when the termination condition is satisfied, and determining the final design proposal.

이러한 설계방법에 있어서, BLU에 대하여 상기 광추적 기법을 이용한 시뮬레이션 시 상기 도광판 전면에 그리드로 분할된 작은 사각형을 통과한 광자의 개수를 나타내는 그리드 카운트들(c ij )의 표준편차 또는 상기 그리드 카운트들(c ij )의 최대값과 최소값의 비율로 정의되는 함수를 상기 목적함수로서 이용하는 것이 바람직하다. In this design method, the standard deviation of the grid counts ( c ij ) or the grid counts representing the number of photons passing through a small square divided into a grid in front of the light guide plate when the BLU is simulated using the light tracking technique. It is preferable to use a function defined as the ratio of the maximum value and the minimum value of ( c ij ) as the objective function.

상기 특성함수의 일 예는 상기 도광판 하부면에 인쇄되어 광확산기능을 제공하는 잉크도트의 광원으로부터의 이격거리에 따른 밀도를 정의하는 밀도함수이다. 상기 특성함수의 다른 예는 상기 도광판 하부면에 형성되어 광확산기능을 제공하는 V-컷의 광원으로부터의 이격거리에 따른 간격 및/또는 크기를 정의하는 함수이다. 또 특성함수의 다른 예는 직하형 BLU에서 BLU 밑면에 설치된 광원의 개수, 광원 사이의 간격, 광원의 후면에서 광을 BLU 전면으로 전사시켜주는 반사판의 기하학적인 형태를 정의하는 함수가 될 수 있다.An example of the characteristic function is a density function that defines the density according to the distance from the light source of the ink dot printed on the lower surface of the light guide plate to provide a light diffusion function. Another example of the characteristic function is a function that defines the spacing and / or size according to the separation distance from the light source of the V-cut formed on the lower surface of the light guide plate to provide a light diffusion function. Another example of the characteristic function may be a function that defines the number of light sources installed on the bottom of the BLU in the direct type BLU, the spacing between the light sources, and the geometric shape of the reflector that transfers the light from the rear of the light source to the front of the BLU.

상기 백라이트유닛 시뮬레이션은 구체적으로, 상기 백라이트유닛의 각 부품의 전반사계수, 흡수계수와 확산계수를 측정하여 이들 계수들에 따라서 광자가 특정 부품의 면에 맞았을 때 어느 방향으로 광자가 경로를 바꿀 지를 난수를 사용하여 결정하고, 상기 도광판의 전면으로 출력되는 모든 광자의 출력 방향과 출력위치에 대한 정보를 기록하며, 기록된 상기 광자의 출력 정보를 이용하여 상기 도광판의 전면에 그리드로 구획된 각 사각형을 통과한 출력 광자의 수를 카운트하고, 카운트된 출력 광자수를 휘도에 대응시켜 상기 목적함수의 값을 계산하는 방식으로 이루어진다. The backlight unit simulation specifically measures the total reflection coefficient, absorption coefficient, and diffusion coefficient of each component of the backlight unit to determine which direction the photon changes path when the photon hits the surface of the specific component according to these coefficients. Determine by using a random number, record the information on the output direction and the output position of all the photons output to the front of the light guide plate, each square partitioned into a grid on the front of the light guide plate using the recorded information of the photons The number of output photons passing through is counted, and the value of the objective function is calculated by matching the counted output photons with luminance.

상기 설계방법에 있어서, 상기 종료조건은 (1) 상기 제2 및 제3 단계의 실행을 반복하는 횟수가 미리 지정된 횟수를 초과할 때; (2) 상기 심플렉스 탐색 알고리즘의 실행 과정에서 심플렉스 탐색의 계산 횟수가 미리 지정한 최대 계산 횟수보다 클 때; (3) 심플렉스에서 함수값이 가장 큰 꼭지점을 제외한 나머지 점들의 평균과 나머지 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때; (4) 심플렉스에서 함수값이 가장 작은 값을 가지는 꼭지점과 나머지 각 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때; 및 (5) 상기 심플렉스 탐색 알고리즘의 매 반복마다 동일한 최소 값이 일정 이상 반복할 때 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것이 바람직하다. In the design method, the terminating condition is (1) when the number of times of repeating the execution of the second and third steps exceeds a predetermined number of times; (2) when the number of calculations of the simplex search is greater than a predetermined maximum number of calculations during the execution of the simplex search algorithm; (3) the sum of the distances between the mean of the remaining points except for the largest vertex of the function value in the simplex and the remaining vertices is less than or equal to a specified error; (4) the sum of the distances from the vertex with the smallest value to the remaining vertices in the simplex is less than or equal to the specified error; And (5) at least any one or a combination thereof when the same minimum value repeats for a predetermined time or more in every iteration of the simplex search algorithm.

나아가, 상기 심플렉스 탐색 알고리즘은 상기 특성함수의 기존의 계수에 의해 정의되는 심플렉스에 대하여 심플렉스 이동에 관련된 연산인 대칭, 확장, 수축, 축소 연산을 수행하여 상기 목적함수 값을 가장 최소화할 수 있는 새로운 심플렉스를 산출하는 단계로서, 상기 대칭, 확장 및 수축 연산은 새로운 위치에 있는 대칭점, 확장점 및 수축점을 각각 하나 만들고 기존 심플렉스의 d+1개(단, d는 자연수)의 꼭지점 중에서 최고의 함수값을 가지는 점을 제거한 나머지 d개의 꼭지점에 새로 만들어진 상기 대칭점, 상기 확장점 및 상기 수축점을 각각 합쳐서 d+1개의 점으로 새로운 대칭, 확장 및 수축 심플렉스를 각각 만들고, 상기 축소 연산은 새로운 d개의 축소꼭지점을 만들고 기존의 심플렉스의 꼭지점 중에서 최저의 함수값을 가지는 한 점과 합하여 새로운 축소 심플렉스를 만드는 연산인 것을 특징으로 하는 단계; 및 새로 산출된 심플렉스의 꼭지점을 이용하여 상기 기존의 특성함수의 계수를 수정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.Further, the simplex search algorithm can minimize the objective function value by performing symmetry, expansion, contraction, and reduction operations, which are operations related to the simplex movement, for the simplex defined by the existing coefficients of the characteristic function. Calculating a new simplex, wherein the symmetry, expansion and contraction operations create one symmetry point, one expansion point and one contraction point at the new position, and each vertex of d + 1 (where d is a natural number) of the existing simplex The newly created symmetry point, the expansion point, and the contraction point are added to the remaining d vertices from which the point having the highest function value is removed, and a new symmetry, expansion, and contraction simplex is respectively created by d + 1 points, and the reduction operation is performed. Creates a new d minus vertex and adds it to the point with the lowest function value among the vertices of the existing simplex. Phase, characterized in that operation to create a cloud reduction simplex; And modifying the coefficient of the existing characteristic function using the newly calculated vertex of the simplex.

상기 광선추적기법은 몬테카를로 광추적기법 또는 광자매핑(Photon Mapping) 기법을 이용하여 구현된 프로그램 모듈에 의해 수행되는 것이 바람직하다. The ray tracing technique is preferably performed by a program module implemented using Monte Carlo light tracing technique or photon mapping technique.

이러한 본 발명에 따르면, 특정 광반사 패턴에 대하여 몬테카를로 광추적 기법을 이용하여 BLU 시뮬레이션을 실시하고, 그 시뮬레이션 결과가 원하는 조건을 만족하지 않을 때에는 심플렉스 탐색기법을 활용하여 광반사 패턴을 수정하여 다시 BLU 시뮬레이션을 실시하는 과정을 반복함으로써 최적화된 광반사 패턴을 신속 정확하게, 그리고 매우 효율적으로 찾을 수 있다.According to the present invention, BLU simulation is performed on a specific light reflection pattern using Monte Carlo light tracking technique, and when the simulation result does not satisfy a desired condition, the light reflection pattern is modified by using the simplex search method. By repeating the process of BLU simulation, the optimized light reflection pattern can be found quickly, accurately and very efficiently.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해 잉크도트 패턴을 도광판의 광반사 패턴으로 이용하는 경우에 대하여 예시적으로 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, a case where the ink dot pattern is used as the light reflection pattern of the light guide plate will be exemplarily described.

본 발명은 광반사 패턴의 위치별 사이즈를 산출함에 있어서 광반사 패턴의 특성을 정의하는 함수 예컨대 잉크도트의 광원으로부터의 거리에 따른 밀도를 나타내는 밀도함수 개념을 도입하고, 심플렉스 탐색기법을 최적의 밀도함수를 구하는 수단으로 이용한다. 주어진 광반사 패턴으로 도광판의 전면에 발생하는 휘도를 계산하는 시뮬레이터를 기반으로 하여, 도광판의 전면으로 가장 균일한 휘도를 출사하도록 하는 최적의 인쇄패턴을 자동적으로 산출한다. 광반사 패턴을 설계하는 것은 BLU의 설계에 있어서 가장 중요한 부분 중의 하나이다. 본 발명에서는 최적의 잉크패턴을 설계하기 위하여 직접탐색(Direct Search) 기법 중에서 Nelder-Mead의 심플렉스탐색(Simplex Search) 알고리즘을 이용한다. The present invention introduces a function for defining the characteristics of the light reflection pattern in calculating the positional size of the light reflection pattern, for example, the concept of the density function representing the density according to the distance from the light source of the ink dot, and optimizes the simplex search method. It is used as a means to find the density function. Based on a simulator for calculating the luminance occurring on the front surface of the light guide plate with a given light reflection pattern, an optimal printing pattern is automatically calculated to emit the most uniform luminance to the front surface of the light guide plate. Designing the light reflection pattern is one of the most important parts of the design of the BLU. In the present invention, Nelder-Mead's Simplex Search algorithm is used among direct search techniques to design an optimal ink pattern.

<1> 잉크도트의 인쇄패턴 설계<1> Print pattern design of ink dot

도광판의 밑면에 크기가 다른 수십만 개 이상의 작은 확산잉크도트로 인쇄되는 패턴의 형태는 주로 원형(Circle)과 정육각형(Hexagon)이며, 이러한 도트를 배치하는 방법에는 바둑판 모양의 그리드(Grid)와 벌집(Honeycomb)모양이 있다. 그리드형의 도트배치방법에는 그리드에 속하는 정사각형의 중심에 원형 도트(120a)의 중심을 위치시키는 '원형 도트 온 그리드'(circular-dot-on-grid) 형(도 3(a))이 있으며, 벌집모양의 도트배치방법에는 벌집모양에 속하는 정육각형의 중심에 원형 도트(120b)의 중심을 위치시키는 '원형 도트 온 하니콤'(circular-dot-on-honeycomb) 형(도 3(b))과, 정육각형의 중심에 정육각형 도트(120c)의 중심을 위치시키는 '육각 도트 온 하니콤'(hexagonal-dot-on-honeycomb) 형(도 3(c))이 있다. Patterns printed on the bottom of the light guide plate with more than hundreds of thousands of small diffusion ink dots of different sizes are mainly circular and hexagonal. The dots are arranged in a grid and a honeycomb pattern. Honeycomb) In the grid dot arrangement method, there is a 'circular-dot-on-grid' type (FIG. 3 (a)) which positions the center of the circular dot 120a at the center of a square belonging to the grid. The honeycomb dot placement method includes a 'circular-dot-on-honeycomb' type (FIG. 3 (b)) which positions the center of the circular dot 120b at the center of the regular hexagon belonging to the honeycomb shape. There is a hexagonal-dot-on-honeycomb type (FIG. 3 (c)) which positions the center of the regular hexagon dot 120c at the center of the regular hexagon.

이러한 도트배치방법에 필요한 변수들에는 원형 혹은 정육각형 도트의 최대크기, 최소크기, 도트 간의 최소간격, 도광판 상하좌우로 가장자리에서 띄우고 인쇄하여 할 간격의 크기, 그리고 도광판의 위치에 따른 도트의 크기를 나타내는 함 수 등이 있다. 일반적으로 램프로부터 같은 수평거리에 있는 도트들이 모두 같은 크기를 가지는 것이 아니고, 양쪽 가장자리로 갈수록 크기를 약간 크게 만든다. 이는 램프로부터 방출된 빛이 상대적으로 가장자리에 적게 도달하므로 이를 보정하기 위하여 도트의 크기를 크게 하여 빛의 산란도를 높여서, 상대적으로 조금 더 많은 광 에너지가 외부로 출사되도록 한다. 본 발명에서는 문제를 단순화하기 위하여 램프로부터 같은 거리에 있는 도트는 같은 크기로 만든다고 가정하기로 한다. 같은 수평거리에 있는 도트의 크기에 변화를 주기 위해서는 아래에 설명하는 방법을 확장하게 되면 쉽게 적용할 수 있다. Variables required for the dot placement method include the maximum size, minimum size, minimum distance between dots, the size of the gap to be printed and printed on the edges of the light guide plate, and the size of the dot according to the position of the light guide plate. Function. In general, the dots at the same horizontal distance from the lamp do not all have the same size, but make the size slightly larger toward both edges. Since the light emitted from the lamp reaches the edge relatively, the size of the dot is increased to correct the scattering of the light, so that a little more light energy is emitted to the outside. In the present invention, to simplify the problem, it is assumed that dots at the same distance from the lamp are made the same size. To change the size of dots at the same horizontal distance, the method described below can be easily extended by expanding the method described below.

잉크도트의 역할은 도트에 도달한 빛을 산란시켜서, 산란된 빛 중에서 도광판 내부에서 일어나는 전반사의 임계각보다 작은 방향으로 산란된 빛을 도광판의 외부로 출사시키는 역할을 수행한다. 도광판에서는 광원에서 먼 쪽은 가까운 쪽보다 광 에너지가 약하게 되므로, 단위면적당 잉크도트의 밀도를 상대적으로 높여서 빛의 산란을 증가시켜 도광판 전면으로 출사되는 휘도를 광원에서의 거리에 관계없이 비슷하게 만들어야 한다. 따라서 광원에서의 거리에 관계없이 균일한 평면광을 도출하기 위해서는 먼저 광원으로부터의 거리에 따른 잉크도트의 밀도를 계산하여야 한다. The role of the ink dot scatters the light reaching the dot, and serves to emit the scattered light to the outside of the light guide plate in a direction smaller than the critical angle of total reflection occurring inside the light guide plate among the scattered light. In the light guide plate, the farther side of the light source is weaker than the close side, so the density of ink dots per unit area is increased to increase the scattering of light to make the luminance emitted to the front of the light guide plate irrespective of the distance from the light source. Therefore, in order to derive uniform plane light irrespective of the distance from the light source, the density of the ink dot according to the distance from the light source must be calculated first.

<2> 잉크도트 인쇄패턴의 밀도함수와 잉크도트의 크기의 관계<2> Relationship between density function of ink dot printing pattern and size of ink dot

본 발명에서는 램프로부터 같은 거리에 있는 도트는 같은 크기로 만들게 되므로, 잉크도트의 밀도는 도 4에서와 같이 1차원의 밀도함수 d(x) 로 정의할 수 있 다. 여기서 변수 x 는 광원(114a, 114b)으로부터의 거리를 나타내며, 광원이 도광판의 양쪽에 배치되는 경우에는 밀도함수는 좌우대칭이 된다. 잉크도트의 각 인쇄패턴에서 주어진 밀도함수에 따라 도트의 크기를 수치적으로 근사하게 계산하는 방법은 다음과 같다.In the present invention, since the dots at the same distance from the lamp is made the same size, the density of the ink dot can be defined as a one-dimensional density function d (x) as shown in FIG. Here, the variable x represents the distance from the light sources 114a and 114b, and the density function becomes symmetric when the light sources are disposed on both sides of the light guide plate. The method of numerically approximating the size of the dot according to the density function given in each printing pattern of the ink dot is as follows.

도 3(a)의 '원형 도트 온 그리드' (Circular-dot-on-grid) 잉크도트 배치모델의 경우, 모든 도트는 같은 크기의 정사각형이 그리드 형식으로 배치되며, 각 도트는 정사각형 내부에 원형으로 인쇄된 패턴이다. 이 패턴에서 도 4에서와 같이 광원과 평행한 한 줄의 사각형들을 스트립(Strip) S i 이라고 한다. 주어진 밀도함수와 그 외의 도트배치방법에 필요한 변수들이 주어졌을 때, 이들 데이터를 사용하여 그리드에 속하는 정사각형의 변의 길이 w 와 하나의 스트립 S i 에 속하는 정사각형의 개수 N을 먼저 계산한다. 한 스트립 S i 에 속하는 정사각형에 배치되는 도트는 같은 크기이므로 밀도함수 d(x)가 주어지면 각 스트립 S i 에 속하는 도트의 반지름 r i 를 계산할 수 있다. 밀도함수 d(x)로부터 반지름 r i 을 계산하는 방법은 도 5와 같다. 이때 밀도함수는 연속함수이며, 반지름은 각각 비연속적인 위치에서 결정되므로, 중심축이 x i 에 위치한 스트립 S i 에서 밀도 d(x i )는 스트립 S i 의 총 면적에 대한 스트립에 속하는 정사각형에 배치된 도트의 면적의 비율을 나타내기로 한다. 이에 따라, In the 'circular-dot-on-grid' ink dot arrangement model of FIG. 3 (a), all dots are arranged in a grid form with the same size square, and each dot is circular in the square. The printed pattern. In this pattern, a line of squares parallel to the light source as in FIG. 4 is called a strip S i . Given the required density function and other variables for the dot placement method, these data are used to first calculate the length w of the sides of the square belonging to the grid and the number N of squares belonging to one strip S i . Since the dots arranged in the square belonging to one strip S i are the same size, given the density function d (x) , the radius r i of the dot belonging to each strip S i can be calculated. The method of calculating the radius r i from the density function d (x) is shown in FIG. 5. The density function is a continuous function, and the radius of the squares belonging to the strip to the total area of each non-continuous is determined in position, the central axis of density on the strip S i in the x i d (x i) is a strip S i The ratio of the area of the arranged dots is shown. Accordingly,

Figure 112004009463156-pat00001
...... (1)
Figure 112004009463156-pat00001
...... (One)

이고, 반지름을 계산하게 되면If you calculate the radius

Figure 112004009463156-pat00002
...... (2)
Figure 112004009463156-pat00002
...... (2)

이다. to be.

도 3(b)에 도시된 '원형 도트 온 하니콤' (Circular-dot-on-honeycomb) 패턴은 정육각형이 벌집모양으로 배치되며, 하나의 원형 도트가 각 정육각형 내부에 인쇄되는 패턴이다. 이 패턴에서 스트립은 도 6에서와 같이 그 폭이 정육각형 한 개의 폭과 동일하며, 그 길이가 인쇄영역의 높이와 같은 사각형을 나타낸다. 하나의 스트립에는 완전한 정육각형이나 반쪽의 정육각형이 배치되어 있으며, 스트립의 양끝에 완전한 정육각형이 배치되어 있는 경우에는 대칭스트립이라고 하며, 대칭스트립 형태로 정육각형이 배치하는 것을 대칭배치라고 한다(도 6(a) 참조). 또한 스트립의 한쪽 끝에는 완전한 정육각형이 다른 끝에는 반쪽 정육각형이 두 개 붙어서 배치되어 있는 경우에는 비대칭스트립이라고 하며, 비대칭스트립 형태로 정육각형을 배치하는 것을 비대칭배치라고 한다(도 6(b) 참조). The circular-dot-on-honeycomb pattern shown in FIG. 3 (b) is a pattern in which regular hexagons are arranged in a honeycomb shape, and one circular dot is printed inside each regular hexagon. In this pattern, the strip has a square whose width is equal to the width of one regular hexagon, as shown in Fig. 6, and whose length is equal to the height of the print area. One strip has a complete regular hexagon or a half regular hexagon, and if a full regular hexagon is placed at both ends of the strip, it is called a symmetric strip, and the arrangement of the regular hexagon in the form of a symmetric strip is called symmetry. ) Reference). In addition, when a complete regular hexagon is arranged at one end of the strip and two half hexagons are attached at the other end, it is called an asymmetric strip, and the arrangement of the regular hexagon in the form of an asymmetric strip is called an asymmetrical arrangement (see FIG. 6 (b)).

'원형 도트 온 하니콤' (Circular-dot-on-honeycomb) 잉크도트 배치모델에서 주어진 밀도함수로부터 도트의 크기를 계산하는 방법은 도 7과 같이 하나의 스트립을 반으로 나눈 반쪽스트립 단위(H)로 계산을 한다. 반쪽스트립에 속하는 각 원의 반지름의 크기를 밀도함수로부터 구하기 위하여, circular-dot-on-grid 패턴에서와 같이, 중심축이 광원으로부터의 거리 x i 에 위치한 반쪽스트립 H i 에서 밀도함수 d(x i )는 반쪽스트립 H i 의 총 면적에 대한 H i 내부에 인쇄될 도트의 면적의 비율을 나타내기로 한다. 도 8에서와 같이 반쪽스트립 H i 에는 반지름의 크기가 r i-1 인 원 C i-1 과 반지름의 크기가 r i 인 원 C i 인 두 종류의 원의 반쪽이 포함되어 있다. 반쪽스트립 H i 에 포함된 반원 C i 의 개수를 n i , 그 면적을 A i 라고 하자. 따라서 도 7과 도 8에서와 같이 중심축의 위치가 x i 이고, 넓이가 w 이며, 길이가 l 인 반쪽스트립 H i 에서 밀도함수 d(x i )는 다음과 같다. The method of calculating the dot size from a given density function in the circular-dot-on-honeycomb ink dot arrangement model is a half strip unit (H) divided into one strip in half as shown in FIG. Calculate with To find the size of the radius of each circle belonging to the half strip from the density function, as in the circular-dot-on-grid pattern, the density function d (x at half strip H i where the central axis is located at distance x i from the light source. i) is a group represented by the ratio of the dots to be printed on the inside of the i H H i the total area of the half-strip area. H i half of the strip, as shown in Figure 8, the size of the radius r i-1, the size of the circle C i-1 and the radius of the halves contains two types of sources of the circle C i r i. Let n i and the area A i be the number of semicircles C i included in the half strip H i . Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, the density function d (x i ) in the half strip H i having the position x i , the width w and the length l is as follows.

Figure 112004009463156-pat00003
...... (3)
Figure 112004009463156-pat00003
...... (3)

비대칭스트립의 반쪽스트립 H i 에는 이 두 종류의 반쪽 원이 같은 수만큼 포함되어 있으므로 n i = n i-1 이 되며, 대칭스트립의 반쪽스트립에는 두 종류의 반쪽 원의 개수는 다음과 같이 표시된다.The half strip H i of an asymmetric strip contains the same number of two types of half circles, so n i = n i-1 , and the half strips of a symmetric strip show the number of two types of half circles as follows: .

Figure 112004009463156-pat00004
...... (4)
Figure 112004009463156-pat00004
...... (4)

따라서 비대칭배치에서 N = n i 라고 하면, 식 (3)에 의하여 Therefore, in the asymmetrical arrangement, N = n i ,

Figure 112004009463156-pat00005
...... (5)
Figure 112004009463156-pat00005
...... (5)

이다. 실제로 C 0 는 인쇄되지 않고 C 1 부터 인쇄되므로, A 0 = A 1 라고 가정하 면 도트의 넓이는 A i r i 2 이므로 다음과 같은 순환식으로부터 r 1 부터 순차적으로 각 스트립에서의 도트의 반지름을 유도할 수 있다. to be. Since C 0 is actually printed from C 1 without printing, assuming that A 0 = A 1 , the width of the dot is A i = π r i 2, so dots from each strip are sequentially from r 1 from the following recursion: You can derive the radius of.

Figure 112004009463156-pat00006
...... (6)
Figure 112004009463156-pat00006
(6)

위 식으로부터 r i 는 다음과 같은 순환식으로 표시할 수 있다. From the above equation, r i can be expressed as the following equation.

Figure 112004009463156-pat00007
...... (7)
Figure 112004009463156-pat00007
...... (7)

'원형 도트 온 하니콤' (Circular-dot-on-honeycomb) 인쇄패턴의 대칭배치에서 각 직육각형에 인쇄되는 각 원의 반지름을 위와 유사한 방법으로 계산할 수 있다. In a symmetrical arrangement of the 'Circular-dot-on-honeycomb' print pattern, the radius of each circle printed on each rectangular hexagon can be calculated in a similar way.

다음으로 도 3(c)에 도시된 '육각 도트 온 하니콤' (Hexagonal-dot-on-honeycomb) 형태는 하나의 도트가 인쇄되는 영역이 정육각형이고 그 안에 도트 모양도 정육각형인 패턴을 말한다. 이 패턴에서 정육각형의 도트 크기를 계산하는 방법은 circular-dot-on-honeycomb 패턴을 생성하는 방법과 유사하다. 정육각형 내부에 인쇄되는 도트의 형태가 원이 아닌 정육각형이 되므로, circular-dot-on-honeycomb 배치에서 원의 크기를 계산하는 식 (5)에서 원의 면적을 나타내는 변수 A i 를 도 9에서와 같이 정육각형의 넓이인 Next, the 'hexagonal-dot-on-honeycomb' shape illustrated in FIG. 3 (c) refers to a pattern in which an area where one dot is printed is a regular hexagon and a dot shape is also a regular hexagon therein. The method for calculating the dot size of a regular hexagon in this pattern is similar to the method for generating a circular-dot-on-honeycomb pattern. Since the dot printed inside the regular hexagon becomes a regular hexagon instead of a circle, the variable A i representing the area of the circle in Equation (5) for calculating the size of the circle in the circular-dot-on-honeycomb arrangement is shown in FIG. The area of the regular hexagon

Figure 112004009463156-pat00008
...... (8)
Figure 112004009463156-pat00008
...... (8)

로 대체하여 계산하여 그 크기 r i 를 계산할 수 있다. We can calculate the size r i by substituting for.

이상에서 특정 인쇄 패턴에 대하여 밀도함수가 정해지면 그 밀도함수로부터 인쇄 패턴의 도트의 크기가 정해질 수 있음을 알 수 있다.When the density function is determined for the specific print pattern, it can be seen that the dot size of the print pattern can be determined from the density function.

<3> BLU의 모델링과 시뮬레이션<3> Modeling and Simulation of BLU

본 발명은 BLU를 설계하는 데 있어서 BLU의 전면으로 출사되는지를 나타내는 광효율을 효과적으로 계산하고, 또한 BLU의 전면에 발생하는 휘도의 균일도 등과 같은 여러 가지 특성을 예측하기 위한 수단으로서 광선추적 기법(Ray-Tracing Method)에 기반한 BLU 시뮬레이터를 이용한다. 몬테카를로 광선추적 기법이나 광자매핑(Photon Mapping) 등은 빛의 확산과 같은 현상을 잘 처리하는 광선추적 기법이므로, 이에 기반하여 BLU 시뮬레이터 프로그램 모듈을 만드는 것이 바람직하다. 광선추적 기법으로서 경로추적(Path-Tracing) 기법을 응용한 광자경로추적(Photon Path-Tracing)은 몬테카를로 기법 중의 하나로서, 이 기법에서는 하나의 광선을 하나의 광자(Photon)라고 생각을 하고 그 광자를 한 방향으로만 추적한다. In the design of the BLU, the ray tracing technique (Ray-) is a means for effectively calculating the light efficiency indicating whether it is emitted to the front of the BLU, and for predicting various characteristics such as luminance uniformity occurring on the front of the BLU. BLU simulator based on tracing method is used. Monte Carlo ray tracing or photon mapping is a ray tracing technique that handles phenomena such as light diffusion. Therefore, it is desirable to make a BLU simulator program module based on this. Photon Path-Tracing is one of the Monte Carlo techniques in which Path-Tracing is applied as a ray tracing technique. In this technique, one ray is regarded as one photon and the photon Tracks in only one direction.

도 10은 BLU 모델링과 광선추적 기법을 설명하기 위한 도면이다. BLU 시뮬레이터는 BLU 핵심부품의 형태에 관한 데이터를 정하여 BLU의 형태를 모델링 하는 기능을 갖는다. BLU 모델링을 위해 값을 정해야 하는 데이터로는 예를 들어, 도광판(112)의 크기, 램프(114a, 114b)의 형태 및 개수, 램프 반사갓(116a, 116b) 단면의 기하학적인 구조, 확산물질의 인쇄패턴(120), 반사시트(124) 등이 있다. 또한 BLU 시뮬레이터는 각 부품의 반사계수, 난반사계수, 흡수계수 등과 같은 물질적인 특성을 고려할 수 있도록 구성된다. 10 is a diagram for explaining a BLU modeling and ray tracing technique. The BLU simulator has the function of modeling the shape of the BLU by defining data on the shape of the BLU core parts. The data to be set for BLU modeling includes, for example, the size of the light guide plate 112, the shape and number of the lamps 114a and 114b, the geometric structure of the cross section of the lamp reflector 116a and 116b, and the printing of the diffusion material. Pattern 120, reflective sheet 124, and the like. In addition, the BLU simulator is configured to consider the material properties such as reflection coefficient, diffuse reflection coefficient, and absorption coefficient of each component.

BLU 시뮬레이터는 또한 모델링 된 BLU에 대하여 휘도 측정과 균일도를 예측하는 기능을 갖는다. 즉, BLU의 형태가 모델링 되고 나면, BLU 시뮬레이터에서는 광선추적 기법을 이용하여 내부 광원(114a, 114b)으로부터 생성된 빛을 추적하고 도광판의 전면에 도달하는 빛을 측정하여 확산시트(122)와 프리즘시트(118)를 거쳐 LCD 패널(126) 방향으로 나오는 평면광의 균일도를 예측할 수 있도록 해준다. 몬테카를로 기법을 적용하기 위한 확률적인 모형은 BLU의 각 부품에 대한 재료의 특성 중에서 반사계수를 이용하여 러시안 룰렛(Russian Roulette)을 이용하여 다음과 같이 적용한다. 각 부품의 반사계수로 전반사계수

Figure 112004009463156-pat00009
, 흡수계수
Figure 112004009463156-pat00010
와 확산계수
Figure 112004009463156-pat00011
Figure 112004009463156-pat00012
를 측정하여 이들 계수들에 따라서 광자가 특정 부품의 면에 맞았을 때, 어느 방향으로 광자가 경로를 바꿀 지를 난수를 사용하여 결정하도록 한다. 예를 들면, 난수
Figure 112004009463156-pat00013
가 조건
Figure 112004009463156-pat00014
을 만족하는 경우에는 광자를 전반사시키고, 조건
Figure 112004009463156-pat00015
을 만족하는 경우에는 광자를 난반사시키고, 조건
Figure 112004009463156-pat00016
을 만족시키는 경우에는 광자를 흡수시킨다. The BLU simulator also has the ability to predict luminance measurements and uniformity for modeled BLUs. That is, after the shape of the BLU is modeled, the BLU simulator tracks the light generated from the internal light sources 114a and 114b using a ray tracing technique and measures the light reaching the front surface of the light guide plate to measure the diffusion sheet 122 and the prism. It is possible to predict the uniformity of the plane light exiting the sheet 118 toward the LCD panel 126. The stochastic model for applying the Monte Carlo technique is applied using the Russian Roulette using the reflection coefficient among the material properties of each component of the BLU as follows. Total reflection coefficient as reflection coefficient of each part
Figure 112004009463156-pat00009
, Absorption coefficient
Figure 112004009463156-pat00010
And diffusion coefficient
Figure 112004009463156-pat00011
Figure 112004009463156-pat00012
We then measure by using a random number to determine in which direction the photon will change its path when the photon hits the face of a particular component based on these coefficients. For example, random numbers
Figure 112004009463156-pat00013
Autumn conditions
Figure 112004009463156-pat00014
If it satisfies the total photon, the condition
Figure 112004009463156-pat00015
If it satisfies the condition, the photon is diffusely reflected, and the condition
Figure 112004009463156-pat00016
If it satisfies the photon absorption.

시뮬레이션 과정을 통하여 최종적으로는 도광판(112)의 전면으로 빠져 나오는 모든 광자에 대한 정보인, 광자가 빠져나오는 도광판의 위치, 광자의 방향 등을 기록한다. 이를 기반으로 다음과 같은 방법으로 도광판의 전면에서의 광자의 휘도분포를 계산한다. 휘도분포는 도 11에서와 같이 BLU 전면 위에 격자무늬 사각 면의 형태를 취하는 그리드 평면(130)을 가상으로 올려놓고 각 격자무늬로 빠져나오는 광자를 카운트하여 2차원 배열의 자료형태로 저장한다. 그 자료를 이용하여 도시된 바와 같이 2차원, 3차원 그래프로 나타낼 수 있는데, 3차원 그래프는 각 격자의 위치별로 나온 광자의 개수를 표현한 것으로 면휘도를 나타내고, 2차원 그래프는 램프(114a, 114b)로부터 같은 거리에 위치한 모든 격자의 광자 개수를 적분을 하여 그 평균값을 계산한 그래프이다. 이 그래프들이 나타내는 것은 BLU가 생성하는 평면광의 휘도의 균일도로서, 이 그래프가 평편할수록 위치별 밝기가 균일함을 나타낸다. Finally, the location of the light guide plate from which the photons exit, the direction of the photons, etc., are recorded. Based on this, the luminance distribution of photons on the front surface of the light guide plate is calculated by the following method. The luminance distribution virtually places a grid plane 130 taking the shape of a grid pattern square on the front surface of the BLU as shown in FIG. 11, and counts photons exiting from each grid pattern and stores the data in a two-dimensional array. The data can be represented as a two-dimensional or three-dimensional graph, as shown in the figure. The three-dimensional graph represents the number of photons from each lattice position, indicating surface luminance, and the two-dimensional graph shows lamps 114a and 114b. It is a graph that calculates the average value by integrating the number of photons of all gratings located at the same distance from). These graphs show the uniformity of the luminance of the plane light generated by the BLU, and the flatter the graph, the more uniform the positional brightness.

위에서 언급한 것과 같이 휘도 균일도는 인쇄패턴에 매우 민감하기 때문에 균일한 면휘도를 생성하게 하기 위해서 효율적인 광반사 패턴을 자동으로 계산하여 최적화된 면휘도를 출광하는 BLU를 모델링 하는 것은 BLU 시뮬레이션 기능에서 필수적으로 구비하여야 할 기능 중의 하나이다.As mentioned above, since luminance uniformity is very sensitive to the printed pattern, it is essential for BLU simulation function to model the BLU that automatically calculates the efficient light reflection pattern and outputs the optimized surface luminance in order to generate uniform surface luminance. It is one of the functions to be provided.

<4> 심플렉스 서치 알고리즘<4> simplex search algorithm

최적의 잉크도트 패턴을 계산하는 문제는 비선형적이며, 비연속적이고, 미분 불가능한 함수로 표시된다. 그리고 이러한 함수의 최적점을 계산하기 위해서는 직접탐색 기법(Direct Search Method)이 많이 사용된다. 본 발명에서는 최적의 잉크패턴을 설계하기 위하여 직접탐색기법 중에서 많이 응용되고 있는 심플렉스탐색(Simplex Search) 알고리즘을 사용한다. The problem of calculating the optimal ink dot pattern is represented by a nonlinear, discontinuous, and non-differential function. And the direct search method (Direct Search Method) is often used to calculate the optimal point of these functions. In the present invention, a simplex search algorithm, which is widely applied among direct search techniques, is used to design an optimal ink pattern.

수학적으로, 최적화문제는 d 개의 변수로 만들어진 벡터

Figure 112004009463156-pat00017
에 대하여, 목적함수 f(x)를 최대화(혹은 최소화) 시키는 것이다. BLU의 광선추적 기법을 이용한 시뮬레이션 모델에서 목적함수는 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명에서는 BLU가 전면으로 출사하는 휘도의 균일도를 목적함수로 사용하고, 그 목적함수 f(x)를 최소화하고자 한다. 휘도의 균일도를 표시하는 목적함수에서 사용하는 변수들은 위에서 설명한 BLU의 구조를 나타내는 변수들을 사용할 수 있다. BLU 구조에 관한 여러 가지 변수들 중에서 도광판의 크기 및 투과율, CCFL의 크기 및 휘도 등은 미리 정해져 있으나, 램프 반사판의 구조, 확산물질의 인쇄패턴 즉, 잉크도트 패턴은 자유롭게 변경할 수 있는 변수들이다. 따라서 최적화 작업을 통해서는 주어진 BLU 구조에서 가장 효율적인 인쇄패턴이나, 반사판의 구조를 표현하는 변수를 찾게 된다. Mathematically, the optimization problem is a vector of d variables
Figure 112004009463156-pat00017
For maximizing (or minimizing) the objective function f (x). In the simulation model using the BLU ray tracing technique, there can be various objective functions, but in the present invention, the uniformity of the luminance emitted by the BLU to the front is used as the objective function, and the objective function f (x) is minimized. . Variables used in the objective function indicating the uniformity of luminance may use variables representing the structure of the BLU described above. Although the size and transmittance of the light guide plate, the size and luminance of the CCFL are predetermined among various variables regarding the BLU structure, the structure of the lamp reflector and the printing pattern of the diffusion material, that is, the ink dot pattern, are variables that can be freely changed. Therefore, the optimization work finds the most efficient printing pattern in the given BLU structure or the variable representing the structure of the reflector.

BLU의 구조를 나타내는 가변 변수들 중에서 BLU의 효율에 영향을 가장 많이 미치는 변수는 BLU의 광반사 패턴 즉, 잉크도트의 인쇄 패턴이다. 이하에서는 BLU 전면으로 출사되는 휘도의 균일도를 가장 좋게 해주는 BLU의 잉크도트의 인쇄패턴을 계산하는 최적화 방법을 예로 하여 설명하고자 한다. 다른 변수들에 대하여 최적화하는 방법은 이하에서 설명하는 BLU 인쇄패턴에 대한 최적화 기법과 같은 방법을 적용하면 최적화할 수 있을 것이다. Among the variable variables representing the structure of the BLU, the most influential variable on the efficiency of the BLU is the light reflection pattern of the BLU, that is, the printing pattern of the ink dot. Hereinafter, an example of an optimization method for calculating a print pattern of an ink dot of a BLU that provides the best uniformity of luminance emitted to the front of the BLU will be described. The optimization method for the other variables may be optimized by applying the same method as the optimization technique for the BLU printing pattern described below.

BLU 전면으로 출사되는 휘도의 균일도를 나타내는 목적함수 f 의 계산 방법에 있어서, 되도록이면 적은 연산을 통해 목적함수 f 의 최소값을 계산할 수 있는 최적화 기법을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 최적화 기법으로는 함수값 만을 이용하고, 기울기 값은 필요로 하지 않는 직접검색(Direct Search) 기법이 있다. 현재까지 가장 많이 사용되는 직접검색 기법은 J. Nelder와 R. Mead가 1965년 개발한 심플렉스 탐색 기법(Simplex Search Method)이다. 참고로, 이 방법은 선형계획법에서 사용되는 심플렉스 탐색 기법과는 구별되는 기법으로서, d-차원에서 심플렉스는 퇴화되지 않은(Non-degenerate) d+1 개의 꼭지점으로 만들어진 다면체(Polytope)를 말한다. 예를 들면, 2-차원에서 심플렉스는 삼각형이며, 3-차원에서 심플렉스는 사면체(Tetrahedron)이다. Nelder-Mead 기법은 d-차원 공간에서 d+1 개의 꼭지점으로 심플렉스를 만들고, 이 심플렉스에 대칭(Reflection), 확장(Expansion), 수축(Contraction), 축소(Shrinking) 연산을 수행한다. 대칭, 확장, 수축 연산을 통해서는 새로운 위치에 있는 점을 하나 만들고, 심플렉스의 꼭지점 중에서 가장 최고의 함수값을 가지는 점을 제거한 나머지 d 개의 꼭지점에 새로 만들어진 점을 추가한 d+1 개의 점으로 새로운 심플렉스를 만든다. 축소연산에서는 새로운 d 개의 꼭지점을 만들고, 기존의 심플렉스의 꼭지점에서 최저의 함수값을 가지는 한점과 합하여 새로운 심플렉스를 만든다. 이 새로운 심플렉스에 반복적으로 네 개의 연산을 수행하여, 새로 만들어지는 꼭지점이 최저점으로 근접하도록 심플렉스를 확장하고, 또 최저점에서 먼 방향에서는 심플렉스를 수축하게 하여 심플렉스의 꼭지점들이 최적의 해에 점점 접근하도록 움직여 간다. 이와 같은 Nelder-Mead의 심플렉스 서치 알고리즘을 본 발명에 적용하는 것에 관해서는 후술하기로 한다. In the calculation method of the objective function f representing the uniformity of the luminance emitted to the front of the BLU, it is preferable to use an optimization technique that can calculate the minimum value of the objective function f with as few calculations as possible. Such an optimization technique includes a direct search technique using only a function value and not requiring a gradient value. The most popular direct search technique to date is the Simplex Search Method developed by J. Nelder and R. Mead in 1965. For reference, this method is distinguished from the simplex search technique used in the linear programming method. In the d -dimension, the simplex is a polytope made of non-degenerate d + 1 vertices. . For example, in two-dimensional simplex is triangular, in three-dimensional simplex is tetrahedron (Tetrahedron). The Nelder-Mead technique creates a simplex with d + 1 vertices in d -dimensional space, and performs reflection, expansion, contraction, and shrinking operations on the simplex. The symmetry, expansion, and contraction operations create a point at a new location, remove the point with the highest function value among the vertices of the simplex, and add d + 1 points with the newly created point at the remaining d vertices. Create a simplex In the reduction operation, a new d vertex is created, and the new simplex is created by adding the one with the lowest function value at the vertex of the existing simplex. Iteratively performs four operations on this new simplex, extending the simplex so that the newly created vertex is close to the lowest point, and causing the simplex to contract in the direction far from the lowest point so that the vertices of the simplex are in the optimal solution. Move closer and closer The application of the Nelder-Mead simplex search algorithm to the present invention will be described later.

<5> BLU의 최적화 설계방법<5> Optimization Design Method of BLU

도 12는 본 발명에 따른 BLU의 최적화 설계방법의 전체적인 개요를 나타낸 흐름도이다. 최적화된 BLU의 설계 작업은 개략적으로 다음과 같은 절차를 거친다. 이러한 설계방법은 컴퓨터 프로그램으로 구현된다. 그리고 BLU 설계자는 그 프로그램을 컴퓨터에서 실행하여 최적화된 BLU를 설계할 수 있다. BLU 최적화 설계 프로그램의 알고리즘은 크게 BLU 구조의 설계 요소에 대한 초기값을 부여하는 초기 설계 과정(S10~S16)과, 그 초기 설계된 BLU 구조에서부터 출발하여 개선된 BLU 구조를 반복적으로 찾아나가는 BLU의 최적화 구조 산출 과정(S18~S24)으로 이루어진다. BLU 초기 설계 과정은 모든 설계 요소들에 대하여 특정 값을 초기값으로 부여한다. 다만 가변 설계요소로 취급될 잉크도트의 인쇄패턴은 밀도함수로 나타내고 그 밀도함수의 계수에 대하여 초기값을 부여하는 방식으로 초기화 한다. 나머지 설계요소들에 대해서는 상수값을 부여하여 고정시킨다. 최적화 구조 산출 과정은 BLU 구조 광추적기법에 기반한 BLU 시뮬레이션과 심플렉스 탐색기법을 이용하여 가변 설계요소인 잉크도트의 밀도함수의 개선안을 찾아내는 작업을 반복하여 최적화된 BLU 구조의 최종 설계안이 정해진다. 12 is a flow chart showing the overall overview of the BLU optimization design method according to the present invention. The design of the optimized BLU is outlined as follows. This design method is implemented by a computer program. The BLU designer can then run the program on a computer to design an optimized BLU. The algorithm of the BLU optimization design program is largely based on the initial design process (S10 ~ S16) that gives initial values for the design elements of the BLU structure, and the optimization of the BLU which repeatedly searches for the improved BLU structure starting from the initial designed BLU structure. It consists of a structure calculation process (S18-S24). The initial BLU design process assigns specific values as initial values for all design elements. However, the printing pattern of the ink dot to be treated as a variable design element is represented by the density function and initialized by giving an initial value to the coefficient of the density function. Fix the remaining design elements by assigning them constant values. In the process of calculating the optimized structure, the final design of the optimized BLU structure is determined by repeating the task of finding an improvement of the density function of the ink dot, which is a variable design element, by using the BLU simulation based on the BLU structure light tracking technique and the simplex search method.

BLU 설계를 위한 기본요소 설정작업(S10 단계)의 일환으로서 행해지는 BLU에 대한 초기 설계작업은 BLU의 물리적인 제원과 광학부품의 속성값을 설정하는 것을 내용으로 한다(S14 단계). BLU의 물리적 제원의 예로는 BLU과 도광판의 사이즈와 램프의 개수와 배치 위치 등이며, 광학부품의 속성값은 도광판의 광투과율, 도광판 하부면에 배치되는 잉크도트 패턴의 반사율, 광효율 등을 들 수 있다. BLU의 휘도 균일도는 BLU의 구조를 모델링하기 위하여 사용되는 여러 가지 변수의 함수로 나타낼 수 있다. 여기서 사용되는 변수에는 대표적으로 도광판의 크기 및 투과율, 램프의 크기 및 휘도, 반사판의 구조, 잉크도트 패턴 등이 있다. Initial design work for the BLU, which is performed as part of the basic element setting work for the BLU design (step S10), involves setting the physical specifications of the BLU and the attribute values of the optical component (step S14). Examples of physical specifications of the BLU include the size of the BLU and the light guide plate, the number of lamps and the placement position. The attribute values of the optical components include the light transmittance of the light guide plate, the reflectance of the ink dot pattern disposed on the bottom surface of the light guide plate, and the light efficiency. have. The luminance uniformity of the BLU can be expressed as a function of various variables used to model the structure of the BLU. The variables used herein typically include the size and transmittance of the light guide plate, the size and brightness of the lamp, the structure of the reflector, the ink dot pattern, and the like.

BLU를 제작하는 데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나는 도광판 전면에서 생성되는 평면광의 균일도이다. 이 평면광의 균일도는 도광판의 하부에 인쇄되는 도트의 크기에 따라 변화되며, 이러한 도트의 크기는 앞에서 설명한 밀도함수에 의하여 조절된다. 예를 들면, 도 13은 도트의 크기를 조절하는 밀도함수에 따른 평면광의 균일도를 나타내는 그래프이다. 이 예에서는 도광판 양측에 광원이 장착되어 있어서, 도광판에 인쇄되는 인쇄패턴은 도광판의 중심을 기준으로 양 옆으로 대칭이라고 가정을 한다. 도 13에서 왼쪽은 밀도함수를 나타내며, 오른쪽은 각 밀도함수에 의하여 도트의 크기가 정해졌을 경우에 광선추적 시뮬레이션을 이용하여 얻은 도광판 전면으로 발생되는 휘도를 나타내는 그래프이다. 도 13(a)에서는 상수 밀도함수를 사용한 예로서, 광원으로부터의 거리에 관계없이 같은 크기의 도트를 인쇄한 경우이다. 이 경우에서는 오른쪽 그림에서와 같이 광원에 가까운 부분에서는 강한 휘도가 발생되고, 광원에서 먼 도광판의 중간부분은 상대적으로 약한 휘도가 발생됨을 알 수 있다. 도 13(b)는 도광판의 중간 부분으로 갈수록 상대적으로 도트의 크기를 크게 하는 밀도함수를 사용한 것으로서, 도 13(a)와 비교하면 상대적으로 균일한 휘도를 얻을 수 있다. 또한 도 13(c)는 도광판의 중간부분은 도트의 크기가 대부분 같도록 하는 밀도함수를 사용한 것으로서 도 13(a) 및 도 13(b)와 상대적으로 더 균일한 휘도를 얻을 수 있지만, 중간부분이 약간 더 높은 휘도를 얻을 수 있다. 이 실험 결과에서 보듯이 잉크도트의 밀도함수의 변화에 따라서 BLU가 생성하는 평면광의 균일도에 많은 변화가 발생함을 알 수 있다. 따라서 도광판 전면으로 균일한 평면광을 생성하도록 도광판의 인쇄패턴을 최적화시키는 밀도함수를 계산하는 것은 BLU를 개발하는 데 있어서 매우 중요함을 알 수 있다. One of the most important factors in manufacturing a BLU is the uniformity of plane light generated on the front of the light guide plate. The uniformity of the planar light varies depending on the size of the dot printed on the lower part of the light guide plate, and the size of the dot is controlled by the density function described above. For example, FIG. 13 is a graph showing the uniformity of plane light according to the density function for adjusting the size of the dot. In this example, it is assumed that the light sources are mounted on both sides of the light guide plate, so that the printing pattern printed on the light guide plate is symmetrically on both sides with respect to the center of the light guide plate. In FIG. 13, the left side shows the density function, and the right side shows the luminance generated to the entire surface of the light guide plate obtained by ray tracing simulation when the dot size is determined by each density function. In Fig. 13A, the constant density function is used as an example in which dots of the same size are printed regardless of the distance from the light source. In this case, as shown in the figure on the right, a strong luminance is generated near the light source, and a relatively weak luminance is generated in the middle portion of the light guide plate far from the light source. FIG. 13 (b) uses a density function that increases the size of the dot toward the middle portion of the light guide plate. As compared with FIG. 13 (a), a relatively uniform luminance can be obtained. In addition, in FIG. 13 (c), the middle portion of the light guide plate uses a density function such that the dots have the same size, and the luminance is more uniform than that of FIGS. 13 (a) and 13 (b). This slightly higher luminance can be obtained. As shown in the experimental results, it can be seen that the variation of the density function of the ink dot causes a large change in the uniformity of the plane light generated by the BLU. Therefore, it can be seen that the calculation of the density function for optimizing the printing pattern of the light guide plate to generate uniform plane light to the front of the light guide plate is very important in developing the BLU.

잉크도트 패턴에 대한 최적 설계안을 도출하려면, 그 최적 설계의 대상이 되는 설계요소인 잉크도트 패턴만을 가변적인 설계요소로 다루고 이를 제외한 나머지 모든 설계 요소들은 BLU의 초기 설계에 있어서 미리 특정한 값으로 고정시켜 고정적인 설계요소로 취급할 필요가 있다. 따라서 도광판의 측면에 배치되는 광원으로부터의 거리에 따른 잉크도트의 밀도를 함수로 설정하고, 이 밀도함수의 계수를 가변적인 설계요소로 삼을 수 있다. 잉크도트의 밀도함수의 계수가 정해지면 그 밀도함수가 확정되고, 잉크도트의 크기는 앞서 언급한 밀도함수와 도트의 반지름 간의 관계식으로부터 쉽게 계산될 수 있기 때문이다. To derive the optimal design for the ink dot pattern, treat only the ink dot pattern, which is the design element that is the target of the optimal design, as a variable design element, and all other design elements are fixed to a specific value in advance in the initial design of the BLU. It needs to be treated as a fixed design element. Therefore, the density of the ink dot according to the distance from the light source disposed on the side of the light guide plate can be set as a function, and the coefficient of the density function can be used as a variable design element. This is because, once the coefficient of the density function of the ink dot is determined, the density function is determined, and the size of the ink dot can be easily calculated from the above-described relationship between the density function and the radius of the dot.

나아가, BLU의 설계 최적화를 위한 목적함수와 그 목적함수에 대한 한계값의 설정도 이 BLU 설계의 기본요소 설정의 일환으로서 행해진다(S16 단계). 잉크도트 패턴의 최적화를 위한 심플렉스탐색 알고리즘으로는 Nelder-Mead 알고리즘을 사용한다. 이 알고리즘을 통하여 최적화하고자 하는 변수는 밀도함수 D(x) 로서, 밀도함수를 표현하기 위하여 사용한 세 개의 삼차원 다항식(수식 12 참조)에 사용된 12개의 계수

Figure 112006010945201-pat00018
이다. 따라서 Nelder-Mead 알고리즘에서 사용되는 심플렉스는 이들 변수를 나타내는 12차원 공간에서 13개의 점으로 구성이 된다. 또한, Nelder-Mead 알고리즘에서 사용되는 목적함수는 다음과 같이 정의한다. 밀도함수 D(x) 에 의해 계산된 도트패턴에 따라 BLU의 시뮬레이션 결과로 구해지는 그리드 카운트(도 14 참조)를 이용하여, 목적함수 f 는 아래 식 (9)로 나타내지는 그리드 카운트들의 표준편차 혹은 식 (10)으로 나타내지는 그리드 카운트 cij 의 최대값과 최소값의 비율로 표시된다. 참고로, 그리드 카운트 값은 광선추적 기법을 이용한 시뮬레이션을 통하여 도광판 전면에 그리드로 분할된 작은 사각형을 통과한 광자의 개수를 나타낸다. Further, the objective function for design optimization of the BLU and the limit value for the objective function are also set as part of the basic element setting of the BLU design (step S16). The Nelder-Mead algorithm is used as a simplex search algorithm for optimizing the ink dot pattern. The variable to be optimized through this algorithm is the density function D (x) , where 12 coefficients are used in the three three-dimensional polynomials (see Equation 12) used to represent the density function.
Figure 112006010945201-pat00018
to be. Thus, the simplex used in the Nelder-Mead algorithm consists of 13 points in 12-dimensional space representing these variables. In addition, the objective function used in the Nelder-Mead algorithm is defined as follows. Using the grid counts (see Fig. 14) obtained as a result of simulation of the BLU according to the dot pattern calculated by the density function D (x) , the objective function f is the standard deviation of the grid counts represented by the following equation (9) or Grid count c ij represented by equation (10) It is expressed as the ratio of the maximum value and the minimum value of. For reference, the grid count value represents the number of photons passing through a small square divided into a grid on the front of the LGP through simulation using a ray tracing technique.

Figure 112006010945201-pat00019
...... (9)
여기서, m과 n은 그리드카운트 cij의 행(i)과 열(j)의 개수의 최대값을 각각 나타낸다.
Figure 112006010945201-pat00019
(9)
Here, m and n represent the maximum values of the number of rows i and columns j of grid count c ij , respectively.

Figure 112004009463156-pat00020
...... (10)
Figure 112004009463156-pat00020
...... (10)

심플렉스탐색 알고리즘은 심플렉스를 반복적으로 이동시켜서 최적점에 근접하도록 계산하는 방법이기 때문에 어느 정도 최소점에 근접한 경우 등의 여러 가지 조건을 만족하는 경우에는 알고리즘을 종료시켜 주어야 한다. 본 발명에서는 알고리즘을 종료시키도록 하는 다음과 같은 제한값 혹은 한계값을 설정하여, 이러한 제한값 혹은 한계값 범위를 만족하는 경우에는 알고리즘을 종료함으로써 무한정 알고리즘이 반복되는 것을 막고 일정 수준의 최적의 값을 찾도록 한다. Since the simplex search algorithm is a method of calculating the simplex to move closer to the optimum point by repeatedly moving the simplex, the algorithm must be terminated when various conditions such as a close to the minimum point are satisfied. In the present invention, the following limit value or limit value is set to terminate the algorithm, and when the limit value or the limit value range is satisfied, the algorithm is terminated to prevent the algorithm from repeating indefinitely and find a predetermined value. To do that.

(a) 알고리즘의 반복 횟수가 지정한 반복 횟수보다 클 때 (a) When the number of iterations of the algorithm is greater than the number of iterations specified

(b) Simplex Search 함수의 계산 횟수가 지정한 최대 계산 횟수보다 클 때 (b) When the number of calculations of the Simplex Search function is greater than the maximum number of calculations specified

(c) 심플렉스에서 함수값이 가장 큰 꼭지점을 제외한 나머지 점들의 평균과 나머지 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때(c) The sum of the distances from the average of the remaining points, except for the largest vertex, to the remaining vertices in the simplex is less than or equal to the specified error.

(d) 심플렉스에서 함수값이 가장 작은 값을 가지는 꼭지점과 나머지 각 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때 (d) The sum of the distances between the vertices with the smallest function values and the remaining vertices in the simplex is less than or equal to the specified error.

(e) 알고리즘의 매 반복마다 동일한 최소값이 일정 이상 반복할 때. (e) When the same minimum value repeats for a certain number of times in each iteration of the algorithm

이상과 같은 BLU 설계를 위한 기본 요소의 설정이 이루어진 다음에는, 가변적인 설계요소인 잉크도트 패턴에 대한 최적 설계 조건을 산출하기 위한 BLU의 최적화 구조 산출 과정(S18~S24)을 수행한다. 이 과정에서는, 초기 설계(S14) 또는 밀도함수의 변환(S22)을 통해 정해진 BLU 구조에 대하여 몬테카를로 광추적 기법을 이용한 BLU 시뮬레이션을 실시하여 목적함수 값을 산출하는 작업을 수행하고(S18), 그 산출된 목적함수의 값이 미리 설정된 한계값을 만족하는 지를 체크하며(S20), 만족하지 못할 경우 BLU의 가변 설계요소의 값을 수정하여 BLU의 효율이 개선되도록 BLU의 구조를 변경하는 작업(S22)과 그 수정 후의 BLU에 대하여 앞서 행한 일련의 작업들(S18, S20, S22)을 다시 반복한다. 이러한 반복 작업을 통해 목적함수값이 한계값을 만족하게 되면, 그 때의 밀도함수를 포함한 BLU의 설계안을 최적 설계안으로서 확정한다. 즉, S18단계부터 S22단계까지의 루프를 반복적으로 수행하다가, 목적함수 값이 미리 설정된 한계조건을 만족하면 루프의 실행을 마치고 그 때의 BLU 설계안을 최적화된 BLU 구조로서 확정한다. 이러한 작업에 대한 보다 구체적인 절차가 도 15의 흐름도에 도시되어 있다. After the basic elements for the BLU design are set as described above, the process of calculating the BLU optimization structure (S18 to S24) for calculating the optimal design condition for the ink dot pattern which is a variable design element is performed. In this process, a BLU simulation using Monte Carlo light tracing technique is performed on the BLU structure determined through the initial design (S14) or the density function conversion (S22) to calculate the objective function value (S18). Check whether the calculated objective function satisfies the preset limit value (S20), and if it is not satisfied, modify the value of the variable design element of the BLU to change the structure of the BLU to improve the efficiency of the BLU (S22). ) And the above-described series of operations (S18, S20, S22) are repeated again for the modified BLU. If the objective function value meets the limit value through this iteration, the BLU design plan including the density function at that time is determined as the optimal design plan. That is, while loops from step S18 to step S22 are repeatedly performed, if the objective function value satisfies a preset limit condition, the loop is executed and the BLU design scheme at that time is determined as an optimized BLU structure. A more specific procedure for this task is shown in the flowchart of FIG. 15.

잉크도트의 최적화된 밀도함수는 심플렉스 탐색에 의해 얻어진다. 심플렉스 탐색을 수행하기 위해 먼저 잉크도트의 초기 밀도함수와 초기 심플렉스를 설정한다(S30, S32 단계). 밀도함수를 나타내기 위해서는 정확한 밀도를 표현하기 위한 함수가 필요하지만, 본 발명에서는 도 16에서와 같이 세 개의 삼차원 다항식 함수의 최대값을 밀도함수로 사용한다. 즉, 밀도함수 D(x) 는 The optimized density function of the ink dot is obtained by simplex search. In order to perform a simplex search, an initial density function and an initial simplex of an ink dot are first set (steps S30 and S32). In order to express the density function, a function for expressing an accurate density is required, but in the present invention, as shown in FIG. 16, the maximum value of three three-dimensional polynomial functions is used as the density function. In other words, the density function D (x) is

Figure 112004009463156-pat00021
...... (11)
Figure 112004009463156-pat00021
...... (11)

로 정의하고, 각 삼차원 다항식은And each three-dimensional polynomial is

Figure 112004009463156-pat00022
...... (12)
Figure 112004009463156-pat00022
...... (12)

이다. 여기서, 변수 x는 광원으로부터의 거리를 나타내고, ai 3, ai 2, ai 1, ai 0 은 삼차원 다항식의 계수이다. 이렇게 정의된 밀도함수로는 매우 다양한 밀도함수를 생성할 수 있으며, 그다지 복잡한 형태의 함수계산을 필요로 하지 않는다. 그러나 보다 정확한 밀도를 계산하기 위해서는 다른 밀도함수를 정의해서 사용할 수도 있다.to be. Here, the variable x represents the distance from the light source, and a i 3 , a i 2 , a i 1 , a i 0 are coefficients of the three-dimensional polynomial. The density function defined in this way can generate a wide variety of density functions, and does not require a very complex function calculation. However, other density functions can be defined and used to calculate more accurate densities.

밀도함수의 초기화와 더불어, 심플렉스 서치를 이용한 인쇄패턴의 최적화를 위한 준비로서, 심플렉스 초기화도 행한다. Nelder-Mead와 같은 심플렉스탐색 알고리즘에서 d개의 변수를 가지는 목적함수를 최적화하는 경우에는 d 차원의 공간에서 d+1 개의 꼭지점으로 만들어진 심플렉스가 이동하면서 최적의 해로 근접해간다. 이러한 최적화 기법을 적용하기 위해서는 먼저 심플렉스를 구성하는 d+1 개의 꼭지점과 네 개의 이동 연산(대칭, 확장, 수축, 축소)에 대한 이동 계수 ( ρ , χ ,

Figure 112004009463156-pat00023
, σ )를 초기화하여야 한다. 이러한 심플렉스 꼭지점의 초기값과 계수의 초기값에 따라 최적의 해로 빨리 수렴할 수도 있고 늦게 수렴할 수도 있다. 이러한 변수나 계수들의 초기값들은 사용자가 임의로 변경 가능하며, 그 변수의 변화 범위 또한 사용자가 임의로 변경 가능하다. 목적함수의 d 개의 변수에 대한 초기값이 설정이 되면, 이 초기값으로 심플렉스의 한 개의 꼭지점으로 사용한다. 이 꼭지점을 기준점으로 하여 초기 심플렉스를 구성하는 나머지 d 개의 꼭지점을 초기화한다. 기준점을 중심으로 d 차원의 공간에서 한 축으로 일정한 범위를 이동한 위치에 새로운 꼭지점을 만들면 모두 d 개의 새로운 꼭지점을 만들 수 있다. 이 때, 하나의 축으로 이동한 새로운 꼭지점의 위치는 그 축을 나타내는 변수의 초기값으로부터 변수값의 범위를 심플렉스탐색 알고리즘의 최대 가능한 반복횟수로 나눈 값을 더하고 뺀 두 개의 값 중 더 좋은 결과를 보이는 위치를 선택한다. 여기서, 심플렉스 이동에 관련된 대칭, 확장, 수축, 축소 등의 네 개의 계수는 일반적으로 많이 적용되는 ρ =1, χ =2,
Figure 112004009463156-pat00024
=1/2, σ =1/2를 사용한다. 하지만 이 값은 절대적이지 않고 상황에 따라 변형 가능하며, 여러 번의 실험을 통하여 상대적으로 더욱 빠르고, 보다 정확한 해로 수렴할 수 있는 새로운 값을 사용할 수 있다. In addition to the initialization of the density function, the simplex initialization is also performed in preparation for the optimization of the printing pattern using the simplex search. In the simplex search algorithm such as Nelder-Mead, when optimizing the objective function with d variables, the simplex made of d +1 vertices moves in the d- dimensional space and approaches the optimal solution. To apply this optimization, we first move the coefficients of motion (ρ, χ,) for the d +1 vertices and four movement operations (symmetry, expansion, contraction, and reduction) that make up the simplex.
Figure 112004009463156-pat00023
, σ) should be initialized. Depending on the initial value of the simplex vertex and the initial value of the coefficient, the convergence may be quick or late. Initial values of these variables or coefficients can be arbitrarily changed by the user, and the change range of the variable can be arbitrarily changed by the user. Once the initial values for the d variables of the objective function are set, they are used as the vertices of the simplex. Using these vertices as a reference point, we initialize the remaining d vertices that make up the initial simplex. If you create a new vertex at a position shifted a certain range from one space in the d- dimensional space around the reference point, you can create d new vertices. At this time, the position of the new vertex moved to one axis is the better of the two values minus the initial value of the variable representing that axis divided by the range of variable values divided by the maximum possible number of iterations of the simplex search algorithm. Select the visible location. Here, the four coefficients related to the simplex movement, symmetry, expansion, contraction and contraction, are generally applied to ρ = 1, χ = 2,
Figure 112004009463156-pat00024
Use = 1/2 and σ = 1/2. However, this value is not absolute and can be modified according to circumstances, and new experiments can be used to converge to a relatively faster and more accurate solution through several experiments.

이와 같은 초기화를 거친 다음에는, 최적의 휘도 균일도를 가지는 BLU의 구조를 얻기 위해서는 잉크도트 패턴을 규정하는 밀도함수의 계수의 최적값을 찾는 작업(S34~S44 단계)을 반복적으로 수행한다. 최적의 밀도함수를 산출하는 작업은 많은 계산을 필요로 하고, 이러한 계산을 자동적으로 수행하기 위해서는 수치적인 최적화 기법이 필요하다. After such initialization, in order to obtain the structure of the BLU having the optimum luminance uniformity, the operation of finding the optimum value of the coefficient of the density function that defines the ink dot pattern (steps S34 to S44) is repeatedly performed. The calculation of the optimal density function requires a lot of calculations, and the numerical optimization technique is required to perform these calculations automatically.

우선 초기화 또는 루프의 반복실행을 통해 주어지는 밀도함수에 의거하여 개별 잉크도트의 크기를 계산한다 (S34 단계). 밀도함수로부터 개별 잉크도트의 크기를 산출하는 것은 위에서 설명한 '밀도함수와 잉크도트의 크기의 관계'를 참조하기 바란다.First, the size of the individual ink dot is calculated based on the density function given through initialization or loop execution (step S34). For calculating the size of an individual ink dot from the density function, see the above-described relationship between density function and ink dot size.

유일한 가변 설계요소인 개별 잉크도트의 크기가 결정되면 BLU의 구조가 특정된다. 그 BLU에 대하여 앞서 설명한 몬테카를로 광추적기법을 이용하여 BLU 시뮬레이션을 실행하고(S36 단계), 그 BLU 시뮬레이션을 통해 얻어진 정보를 가지고 목적함수의 값을 계산한다(S38 단계). 그리고 그 계산된 목적함수 값이 미리 설정된 한계값 이하가 되는지를 판단한다(S40 단계). 계산된 목적함수 값이 미리 설정된 한계값 이하로 되지 못한 큰 경우에는 심플렉스 탐색 기법을 이용하여 보다 개선된 휘도 균일도를 제공해주는 잉크도트의 밀도함수의 계수(새로운 심플렉스의 꼭지점)를 찾고, 그 찾아진 새로운 밀도함수에 의해 계산되는 잉크도트 패턴을 적용한 BLU 구조를 수정하는 절차를 밟는다(S42, S44 단계). Once the size of the individual ink dots, the only variable design element, is determined, the structure of the BLU is specified. The BLU is executed using the Monte Carlo light tracking technique described above with respect to the BLU (step S36), and the value of the objective function is calculated using the information obtained through the BLU simulation (step S38). Then, it is determined whether the calculated objective function value is less than or equal to a preset threshold value (step S40). If the calculated objective function value does not fall below the preset limit, the simplex search method is used to find the coefficient of the density function of the ink dot (the vertex of the new simplex) that provides improved brightness uniformity. The procedure of modifying the BLU structure applying the ink dot pattern calculated by the found new density function is performed (steps S42 and S44).

도 17은 밀도함수의 변환을 위해 필요한 새로운 심플렉스를 Nelder-Mead의 심플렉스 탐색 기법으로 찾아내는 과정을 보다 자세하게 도시한다. 심플렉스 탐색을 위해 우선 최초의 심플렉스를 설정하는 심플렉스 초기화가 이루어지고(S50), 주어진 심플렉스에 대하여 d+1 개의 꼭지점과 그 심플렉스의 중심점

Figure 112004009463156-pat00025
에 대하여 목적함수를 계산한다(S52). 주어지는 심플렉스는 최초에는 초기화된 심플렉스가 될 것이지만 아래에서 설명하는 '정렬, 대칭, 확장, 수축, 축소' 루프를 반복하면서 계속 바뀌어 나간다. Figure 17 illustrates in more detail the process of finding a new simplex required for the conversion of the density function by Nelder-Mead's simplex search technique. A simplex initialization is first performed for the simplex search (S50), and then d + 1 vertices and a center point of the simplex for a given simplex
Figure 112004009463156-pat00025
Compute the objective function for (S52). The given simplex will initially be an initialized simplex but will continue to change as we repeat the 'align, symmetric, expand, contract, shrink' loop described below.

(1) 정렬(Ordering)(1) Ordering

d+1 개의 꼭지점에 대한 목적함수 값을 다음이 만족하도록 정렬을 한다(S54). The objective function values for the d + 1 vertices are aligned to satisfy the following (S54).

Figure 112004009463156-pat00026
...... (13)
Figure 112004009463156-pat00026
...... (13)

(2) 대칭 (Reflection)(2) Reflection

다음 식에 의하여 대칭점(Reflection Vertex) 을 계산하고, Calculate the reflection vertex by the following equation,

Figure 112004009463156-pat00027
...... (14)
Figure 112004009463156-pat00027
...... (14)

대칭점에 대한 함수값

Figure 112004009463156-pat00028
을 계산한다(S56). 여기서,
Figure 112004009463156-pat00029
Figure 112004009463156-pat00030
을 제외한 나머지 d 개 꼭지점의 중심점
Figure 112004009463156-pat00031
이다. 대칭점의 함수값이 조건
Figure 112004009463156-pat00032
을 만족하면 대칭점
Figure 112004009463156-pat00033
을 새로운 꼭지점으로 받아들이고, 그렇지 않은 경우에는 다음 단계를 수행한다(S58, S60). Function Values for Symmetry Points
Figure 112004009463156-pat00028
Calculate (S56). here,
Figure 112004009463156-pat00029
Is
Figure 112004009463156-pat00030
Center point of d vertices except
Figure 112004009463156-pat00031
to be. Function value of symmetry point
Figure 112004009463156-pat00032
If you satisfy the symmetry point
Figure 112004009463156-pat00033
Accept as a new vertex, otherwise perform the following steps (S58, S60).

(3) 확장 (Expansion)(3) Expansion

만약

Figure 112004009463156-pat00034
을 만족하면(S62), 다음 식에 의하여 확장점(Expansion Vertex)
Figure 112004009463156-pat00035
를 계산하고,if
Figure 112004009463156-pat00034
If (S62), the expansion point (Expansion Vertex) by the following equation
Figure 112004009463156-pat00035
And calculate

Figure 112004009463156-pat00036
...... (15)
Figure 112004009463156-pat00036
...... (15)

확장점

Figure 112004009463156-pat00037
에 대한 함수값
Figure 112004009463156-pat00038
를 계산한다(S64). 만약
Figure 112004009463156-pat00039
이면(S66), 확장점
Figure 112004009463156-pat00040
를 새로운 꼭지점으로 받아들이고(S68), 그렇지 않은 경우에는 대칭점
Figure 112004009463156-pat00041
를 새로운 꼭지점으로 받아들인다(S60).Extension point
Figure 112004009463156-pat00037
Function value for
Figure 112004009463156-pat00038
Calculate (S64). if
Figure 112004009463156-pat00039
Back side (S66), extension point
Figure 112004009463156-pat00040
Is taken as a new vertex (S68), otherwise the symmetry point
Figure 112004009463156-pat00041
Accept as a new vertex (S60).

(4) 수축 (Contraction)(4) Contraction

만약

Figure 112004009463156-pat00042
을 만족하면,
Figure 112004009463156-pat00043
Figure 112004009463156-pat00044
중에서 작은 함수값을 가지는 꼭지점과 중심점
Figure 112004009463156-pat00045
사이에 다음과 같은 수축연산을 수행한다. if
Figure 112004009463156-pat00042
If you satisfy
Figure 112004009463156-pat00043
and
Figure 112004009463156-pat00044
Vertices and center points with small function values
Figure 112004009463156-pat00045
Perform the following shrinkage operation in between.

(4.1) 외부수축 (Outside Contraction)   (4.1) Outside Contraction

만약

Figure 112004009463156-pat00046
을 만족하면(S70), 다음과 같은 수축점(Contraction Vertex)
Figure 112004009463156-pat00047
를 계산하고,if
Figure 112004009463156-pat00046
If satisfied (S70), the following contraction (Contraction Vertex)
Figure 112004009463156-pat00047
Calculate,

Figure 112004009463156-pat00048
...... (16)
Figure 112004009463156-pat00048
...... (16)

수축점

Figure 112004009463156-pat00049
에 대한 함수값
Figure 112004009463156-pat00050
를 계산한다(S72). 만약
Figure 112004009463156-pat00051
이면(S74), 수축점
Figure 112004009463156-pat00052
를 새로운 꼭지점으로 받아들이고, 그렇지 않은 경우에는 아래의 '(5) 축소(Shrinking)'(S84)를 수행한다.Shrink point
Figure 112004009463156-pat00049
Function value for
Figure 112004009463156-pat00050
Calculate (S72). if
Figure 112004009463156-pat00051
Back surface (S74), shrink point
Figure 112004009463156-pat00052
Accept as a new vertex, otherwise perform '(5) Shrinking' (S84) below.

(4.2) 내부수축 (Inside Contraction)   (4.2) Inside Contraction

만약

Figure 112004009463156-pat00053
을 만족하면(S70), 다음과 같은 수축점(Contraction Vertex)
Figure 112004009463156-pat00054
를 계산하고,if
Figure 112004009463156-pat00053
If satisfied (S70), the following contraction (Contraction Vertex)
Figure 112004009463156-pat00054
Calculate,

Figure 112004009463156-pat00055
...... (17)
Figure 112004009463156-pat00055
...... (17)

수축점

Figure 112004009463156-pat00056
에 대한 함수값
Figure 112004009463156-pat00057
를 계산한다(S78). 만약
Figure 112004009463156-pat00058
이면(S80), 수축점
Figure 112004009463156-pat00059
를 새로운 꼭지점으로 받아들이고(S82), 그렇지 않은 경우에는 아래의 '(5) 축소(Shrinking)'(S84)를 수행한다.Shrink point
Figure 112004009463156-pat00056
Function value for
Figure 112004009463156-pat00057
Calculate (S78). if
Figure 112004009463156-pat00058
Back surface (S80), shrink point
Figure 112004009463156-pat00059
Is taken as a new vertex (S82), otherwise it performs '(5) Shrinking' (S84) below.

(5) 축소 (Shrinking)(5) Shrinking

기존의 모든 꼭지점에 대하여 다음 식을 이용하여 새로운 꼭지점을 계산한다(S84). For all existing vertices, new vertices are calculated using the following equation (S84).

Figure 112004009463156-pat00060
...... (18)
Figure 112004009463156-pat00060
...... (18)

기존의 꼭지점

Figure 112004009463156-pat00061
과 새로 만들어진 꼭지점
Figure 112004009463156-pat00062
을 다음 단계에서 심플렉스의 새로운 꼭지점으로 사용한다.Existing vertices
Figure 112004009463156-pat00061
And newly created vertices
Figure 112004009463156-pat00062
As the new vertex of the simplex in the next step.

이상의 과정에서 새로 얻어진 대칭점, 확장점, 외부수축점, 내부수축점, 및 축소점에 대하여 수렴조건을 만족하는지를 체크하여, 수렴조건을 만족하지 못하면 단계 S52로 돌아가서 기존의 심플렉스를 이들 새로 얻어진 점에 의해 정의되는 심플렉스로 대체하고, 그 새로운 심플렉스의 꼭지점에 대하여 목적함수를 다시 계산하는 절차를 반복한다(S86, S52~84). 위에서, 각 연산에서 사용하는 상수 ρ , χ ,

Figure 112004009463156-pat00063
, σ 에는 임의의 값을 지정할 수 있으나, 대표적으로 많이 적용되는 값은 ρ =1, χ =2,
Figure 112004009463156-pat00064
=1/2, σ =1/2이다. 위의 Nelder-Mead 알고리즘을 종료하는 조건에는 심플렉스의 크기가 너무 작거나, 심플렉스의 꼭지점의 함수값에 대한 변화가 너무 적거나 하는 등이 있다. 또한 최초의 심플렉스의 크기와 모양을 정하는 것에 는 시행착오나 여러 실험을 통하여 정할 수 있다. In the above process, it is checked whether the convergence conditions are satisfied with respect to the newly obtained symmetry point, extension point, external contraction point, internal contraction point, and reduction point, and if the convergence condition is not satisfied, the process returns to step S52 and the existing simplex points are newly obtained. Substitute the simplex defined by and repeat the procedure of recalculating the objective function for the vertex of the new simplex (S86, S52 ~ 84). Above, the constants ρ, χ,
Figure 112004009463156-pat00063
, σ can be any value, but the most common values are ρ = 1, χ = 2,
Figure 112004009463156-pat00064
= 1/2 and σ = 1/2. The conditions for terminating the above Nelder-Mead algorithm may include the size of the simplex being too small or the change in the function value of the vertex of the simplex being too small. In addition, the size and shape of the first simplex can be determined by trial and error or by various experiments.

이상과 같은 작업을 통해 심플렉스 수정과 그에 따른 밀도함수의 변환이 이루어지고 나면, 다시 그 변환된 밀도함수에 따른 잉크도트 패턴이 결정된다(S36 단계). 나아가, 새로운 잉크도트 패턴에 따른 BLU 설계안에 대하여 몬테카를로 광추적기법을 이용한 BLU 시뮬레이션을 실행하고 그 시뮬레이션의 결과로부터 목적함수 값을 다시 산출한다. 더 나아가 산출된 그 목적함수의 값을 다시 한계값과 비교하는 과정을 반복한다(S36~S40 단계). After the simplex correction and the conversion of the density function according to the above operation are performed, the ink dot pattern according to the converted density function is again determined (step S36). In addition, BLU simulation using Monte Carlo light tracking technique is executed for the BLU design according to the new ink dot pattern, and the objective function value is calculated again from the simulation results. Furthermore, the process of comparing the calculated value of the objective function with the threshold again is repeated (steps S36 to S40).

이상과 같은 BLU 시뮬레이션과 밀도함수의 수정을 행하는 S34~S44단계의 루프를 계속 실행하다보면 언젠가는 목적함수 값이 미리 설정된 한계값 이하로 수렴하게 될 것이다. 한계값을 만족할 때는, 위 루프의 실행을 종료하고, 그 때의 잉크도트의 밀도함수를 구하고자 하는 최적 밀도함수로 확정한다(S46 단계).If the loops of steps S34 to S44 that perform the BLU simulation and the density function correction as described above continue to run, one day, the objective function value will converge below the preset limit value. When the threshold value is satisfied, the execution of the above loop is terminated, and the density function of the ink dot at that time is determined to be the optimum density function to be obtained (step S46).

<6> 실험결과<6> Experimental Results

본 발명자들은 위에서 설명한 최적화 기법을 프로그램으로 실제 구현하여 실제로 BLU의 설계를 해보았다. 사용한 BLU는 도광판 양 측면에 냉음극형 형광등(CCFL)이 하나씩 장착된 대칭형으로, 노트북의 LCD 모니터에 사용되는 288x351x8(mm) 크기의 BLU 이었다. 이러한 BLU의 도광판 밑면에 인쇄되는 확산잉크 패턴의 밀도함수를 표현하기 위하여 식 (12)와 같은 세 개의 삼차원 다항식을 사용하고, 목적함수로는 식 (9)와 같은 표준편차를 사용하였다. 이 실험에서는 100x100 크기의 그리드를 사용하였으며, 몬테카를로 광선추적 기법을 위하여 총 40만개의 광선을 발생시켰다. 도 18(a)와 18(b)는 각각 도광판의 전면으로 발생하는 휘도를 2차원과 1차원으로 표시한 그래프이다. 여기서, 1차원으로 표시한 함수는 2차원으로 생성된 휘도를 램프로부터의 동일한 거리에 위치한 휘도를 적분한 결과를 표시한 것이다. '표 1'은 최적의 균일한 휘도를 발생시키는 세 개의 밀도함수의 계수와 표준편차 값을 나타낸다. The present inventors actually implemented the above-described optimization technique in a program to actually design the BLU. The BLU used was a symmetrical type with a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) on each side of the light guide plate, which was a 288x351x8 (mm) sized BLU used in LCD monitors of notebook computers. In order to express the density function of the diffusion ink pattern printed on the bottom of the light guide plate of the BLU, three-dimensional polynomials as shown in Eq. (12) were used, and the standard deviation as in Eq. (9) was used as the objective function. In this experiment, a 100x100 grid was used, and a total of 400,000 rays were generated for the Monte Carlo ray tracing technique. 18 (a) and 18 (b) are graphs showing luminance generated on the front surface of the light guide plate in two and one dimensions, respectively. Here, the one-dimensional display function displays the result of integrating the luminance generated in the two-dimensional luminance at the same distance from the lamp. Table 1 shows the coefficients and standard deviation values of three density functions that produce optimal uniform brightness.

[표 1] 최적의 인쇄패턴을 위한 밀도함수의 계수 및 최적함수값[Table 1] Density coefficient and optimal function value for optimal printing pattern

ii 삼차다항식의 계수Coefficient of cubic polynomial 최적함수값 (표준편차)Optimal Function Value (Standard Deviation)

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Figure 112004009463156-pat00066
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Figure 112004009463156-pat00067
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Figure 112004009463156-pat00068
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1One 0.4220890.422089 0,6225100,622510 0.3954990.395499 1.5969311.596931 20.217103 20.217103 22 0.4808900.480890 0.6776670.677667 0.4830860.483086 1.3675681.367568 33 0.4208620.420862 2.2249442.224944 0.5581600.558160 2.4566862.456686

심플렉스 탐색 알고리즘을 통하여 밀도함수가 변화되는 과정과, 그 밀도함수에 의하여 계산된 잉크도트의 패턴을 사용하여 광선추적 시뮬레이션을 수행한 결과 도광판 전면으로 발생하는 휘도가 변화되는 과정은 다음과 같이 이루어진다. 여기서는 밀도함수를 단순화하여 변화과정을 쉽게 도식화하기 위하여 식 (12)에서 사용한 세 개의 삼차다항식 중에서 하나의 삼차다항식 만을 사용하였다. 또한 밀도함수의 초기값으로는 D(x)=1을 사용하였으며, 최적화 과정에서 균일도를 비교하기 위한 목적함수로는 식 (9)와 같은 표준편차를 사용하였다. 이 실험에서는 100x100 크기의 그리드를 사용하였으며, 몬테카를로 광선추적 기법을 위하여 총 20만개의 광선을 발생시켰다. 이 실험에서는 27회의 심플렉스탐색 알고리즘의 반복을 통해서 최적의 잉크도트 인쇄패턴을 계산하였다. '표 2'는 매회 심플렉스탐색 알고리즘에서 사용된 밀도함수의 계수와, 광선추적 기법을 통하여 계산된 목점함수 값인 표준편 차를 나타낸다. 여기서 반복적으로 수행되는 동안 목적함수 값에 변화가 거의 없는 경우는 생략하였다. The process of changing the density function through the simplex search algorithm, and the process of changing the luminance generated in front of the light guide plate as a result of performing the ray tracing simulation using the pattern of the ink dot calculated by the density function is performed as follows. . Here, only one cubic polynomial of the three cubic polynomials used in Eq. (12) was used to simplify the density function. In addition, D (x) = 1 was used as the initial value of the density function, and the standard deviation as shown in Eq. (9) was used as the objective function to compare the uniformity during the optimization process. In this experiment, a 100x100 grid was used and a total of 200,000 rays were generated for the Monte Carlo ray tracing technique. In this experiment, the optimal ink dot printing pattern was calculated through the repetition of 27 simplex search algorithms. Table 2 shows the coefficients of the density function used in the simplex search algorithm each time and the standard deviation, which is the value of the target function calculated through the ray tracing technique. Here, the case where there is little change in the value of the objective function while repeatedly performed is omitted.

[표 2] 심플렉스탐색 알고리즘 수행 중의 밀도함수의 계수 및 목적함수값[Table 2] Density function coefficients and objective function values during simplex search algorithm

심플렉스탐색 에서 반복회수Number of Iterations in Simplex Search 삼차다항식의 계수Coefficient of cubic polynomial 목적함수값 (표준편차)Objective function value (standard deviation)

Figure 112004009463156-pat00069
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Figure 112004009463156-pat00070
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Figure 112004009463156-pat00071
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Figure 112004009463156-pat00072
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00 0.00.0 0.00.0 0.00.0 1.01.0 102.313014102.313014 1One 0.00.0 3.03.0 0.00.0 1.01.0 22.47858122.478581 55 0.8437500.843750 0.8437500.843750 1.9687501.968750 1.0937501.093750 22.46224322.462243 66 0.4218750.421875 0.4218750.421875 -0.515625-0.515625 -1.953125-1.953125 22.29849122.298491 1010 0.3164060.316406 1.0664061.066406 -0.386719-0.386719 -1.214844-1.214844 22.09429222.094292 1616 0.0125310.012531 1.0906561.090656 -0.342464-0.342464 -1.524487-1.524487 21.89118121.891181 1818 0.0524680.052468 1.3063751.306375 -0.488688-0.488688 -1.393706-1.393706 21.75210221.752102 2222 -0.044362-0.044362 1.328161.32816 -0.365656-0.365656 -1.418618-1.418618 21.56817721.568177

도 19는 심플렉스탐색 알고리즘 수행과정에서 밀도함수가 변화되는 과정을 나타낸 그래프로서, 각 그래프는 '표 2'에서 심플렉스탐색을 반복적으로 수행하는 과정에서 계산된 계수로 표시되는 삼차원 다항식이다. 여기서 x-축으로의 값은 광원으로부터의 거리를 나타내며, 그 구간은 [0, 10.0] 으로 정규화 하였다. 정규화 된 구간을 [0.0, 1.0]으로 정하지 않은 이유는 밀도함수의 계수가 너무 작은 값이 발생하지 않도록 하여, 밀도함수 값에서의 오차발생을 줄이기 위함이다. FIG. 19 is a graph illustrating a process of changing a density function during a simplex search algorithm, and each graph is a three-dimensional polynomial represented by coefficients calculated during a simplex search in Table 2. FIG. Here, the value on the x-axis represents the distance from the light source, and the interval is normalized to [0, 10.0]. The reason for not specifying the normalized interval as [0.0, 1.0] is to reduce the occurrence of errors in the density function value by preventing the value of the density function from being too small.

도 20은 심플렉스탐색 알고리즘 수행과정에서 밀도함수가 변화되면서, 도광판 전면으로 출사되는 2차원 휘도 그래프가 변화되는 과정을 나타낸 것이다. 각 그래프 (a)~(h)는 표 2에서 심플렉스탐색을 반복적으로 수행하는 과정에서 계산된 계수로 표시되는 8 개의 밀도함수를 사용하여 시뮬레이션하였을 때 도광판 전면으로 출사되는 휘도 그래프이다. 그래프 (a)는 상수 밀도함수를 사용한 경우로서, 도광판 하부에 인쇄되는 잉크도트의 크기가 광원으로부터의 거리에 관계없이 일정한 경 우이므로 광원에 가까운 곳에서는 상대적으로 높은 휘도가 발생하게 된다. 그래프 (b)는 (a)에 비교하여 휘도의 균일도가 상대적으로 작으나 광원에 가까운 부분에서 출사되는 휘도와 광원과 먼 도광판의 중심부에서 출사되는 휘도의 크기에는 차이가 많이 있다. 그래프 (c)에서는 광원에서 가까운 곳과 먼 곳에서 발생하는 휘도의 균일도를 줄이기 위하여 도광판의 중심부의 휘도가 그래프 (b)보다는 높아져서 전체적으로 W자 모양의 휘도 그래프를 보여주고 있다. 그래프 (d)부터 (h)까지는 중심부의 휘도가 점점 줄어들면서 전체적으로 휘도가 균일하게 변화하는 과정을 보여준다. 이 과정에서의 목적함수 값인 휘도의 표준편차 값은 표 2에서와 같이 점점 작아지게 되는 것을 알 수 있다.FIG. 20 illustrates a process of changing a two-dimensional luminance graph emitted to the front of the light guide plate as the density function is changed during the simplex search algorithm. Each of the graphs (a) to (h) is a luminance graph emitted to the front of the light guide plate when simulated using eight density functions represented by coefficients calculated during the simplex search in Table 2 repeatedly. Graph (a) is a case where a constant density function is used. Since the size of the ink dot printed on the lower part of the light guide plate is constant regardless of the distance from the light source, relatively high luminance is generated near the light source. The graph (b) has a relatively small luminance uniformity compared to (a), but there are many differences in the luminance emitted from a portion close to the light source and the luminance emitted from the center of the light guide plate far from the light source. In the graph (c), the luminance of the central portion of the light guide plate is higher than that of the graph (b) in order to reduce the uniformity of the luminance occurring near and far from the light source. Graphs (d) to (h) show a process in which the luminance changes uniformly as the luminance at the center decreases. It can be seen that the standard deviation value of luminance, the objective function value in this process, becomes smaller as shown in Table 2.

이상에서는 잉크도트 패턴의 최적 설계방법에 초점을 맞추어 설명하였지만, 다른 종류의 광반사 패턴의 최적 설계에 있어서도 본 발명은 적용될 수 있다. 예컨대 V-컷 반사패턴의 경우 V-컷의 간격 및/또는 크기에 관한 함수를 가변 설계요소로 삼을 수 있을 것이다. 나아가 본 발명의 최적화 설계기법은 주어진 환경에서 최고의 휘도를 출사하도록 하는 도광판 설계에 다양하게 적용할 수 있으며, 최근에 많이 연구가 되고 있는 확산 물질의 인쇄공정 없이 바로 도광판 자체가 광 산란기능을 가지도록 도광판을 설계하거나, 프리즘 기능이 추가된 도광판 설계기술 개발 등에도 적용될 수 있다. BLU 제작에 있어서 광반사 패턴 이외의 다른 특성을 최적화하는 문제는 본 발명에서 제시하는 BLU 전면으로 출력되는 휘도의 균일도를 최소화하는 방법을 변형하면 쉽게 적용할 수 있다. The foregoing description focuses on the optimal design method of the ink dot pattern, but the present invention can also be applied to the optimum design of other types of light reflection patterns. For example, in the case of a V-cut reflection pattern, a function of the spacing and / or size of the V-cut may be used as a variable design element. Furthermore, the optimized design technique of the present invention can be applied to a light guide plate design that emits the best luminance in a given environment, and the light guide plate itself has a light scattering function without a printing process of a diffusion material which has been studied a lot recently. It can be applied to designing a light guide plate or developing a light guide plate design technology in which a prism function is added. The problem of optimizing the characteristics other than the light reflection pattern in the production of the BLU can be easily applied by modifying the method of minimizing the uniformity of the luminance output to the front surface of the BLU proposed in the present invention.

나아가 현재 BLU업계에서는 BLU의 효율을 증가시키고, 대형의 LCD에 맞는 BLU의 제작 등을 위하여 다양한 형태의 BLU 제작을 시도하고 있다. 그 중에서도 광원을 도광판의 밑에 위치시키는 직하형 BLU, 광원으로 CCFL 대체하여 LED를 사용하는 BLU, 도광판의 표면과 배면에 프리즘을 형상을 성형하는 프리즘삽입 도광판으로 만들어진 BLU 등의 다양한 형태의 BLU 제작이 시도되고 있다. 이러한 형태의 BLU에서도 궁극적으로는 BLU 전면으로 출사되는 휘도를 높이고, 균일한 휘도를 가지도록 제작하여야 하므로 본 발명에서 제시한 최적화 기법을 이러한 BLU의 제작에도 응용할 수 있을 것이다. Furthermore, in the present BLU industry, various types of BLUs are attempted to increase the efficiency of BLUs and to produce BLUs suitable for large LCDs. Among them, BLU production of various types such as direct type BLU which places the light source under the light guide plate, BLU that uses LED by replacing CCFL with light source, and BLU made of prism-inserted light guide plate to form prism shape on the surface and back of the light guide plate It is trying. In this type of BLU, ultimately, the luminance emitted to the front of the BLU should be increased and manufactured to have a uniform luminance. Therefore, the optimization technique proposed in the present invention can be applied to the production of such a BLU.

한편, 위에서 설명한 도트의 밀도함수는 광반사패턴을 결정하는 특성함수의 일 예로 볼 수 있다. 그러므로 광반사패턴을 결정하는 특성함수는 광반사패턴의 종류나 BLU의 구조 내지 형태에 따라 다를 수 있다. 예컨대 직하형 BLU의 경우, BLU 밑면에 설치된 광원의 개수, 광원 사이의 간격, 광원의 후면에서 광을 BLU 전면으로 전사시켜주는 반사판의 기하학적인 형태를 정의하는 함수가 특성함수로 결정될 수 있다. On the other hand, the density function of the dot described above can be seen as an example of the characteristic function to determine the light reflection pattern. Therefore, the characteristic function for determining the light reflection pattern may vary depending on the type or shape or structure of the BLU. For example, in the case of the direct type BLU, a function defining the number of light sources installed on the bottom of the BLU, the spacing between the light sources, and the geometric shape of the reflector for transferring the light from the back of the light source to the front of the BLU may be determined as a characteristic function.

본 발명의 최적화 설계 기법은 도광판 하부면에 인쇄한 확산잉크의 인쇄패턴을 그 대상으로 설명되었지만, BLU의 효율성은 확산물질의 인쇄패턴 뿐만 아니라 램프 반사판의 굴곡, 무인쇄 도광판의 여러 형태, 램프 반사판에서의 램프의 위치 등 여러 가지 요인들에 의해서 결정된다. 따라서 이러한 여러 가지 요인들을 적용하여 도광판 인쇄패턴의 밀도함수 뿐만 아니라 램프 반사판, 도광판의 형태를 동시에 고려하여 최적화하는 기법으로 발전시킬 필요가 있다. Although the optimization design technique of the present invention has been described in terms of the printing pattern of the diffusion ink printed on the lower surface of the light guide plate, the efficiency of the BLU is not only the printing pattern of the diffusion material but also the bending of the lamp reflector, the various forms of the unprinted light guide plate, the lamp reflector It depends on several factors, including the position of the lamp at Therefore, it is necessary to develop a technique for optimizing in consideration of the shape of the lamp reflector and the light guide plate as well as the density function of the light guide plate printing pattern by applying these various factors.

또한 심플렉스탐색 알고리즘을 이용하여 최적화 작업을 수행하면서, 목적함 수의 변수의 초기값 설정과 심플렉스의 이동 범위, 그리고 심플렉스탐색 알고리즘의계수인 대칭

Figure 112004009463156-pat00073
, 확장
Figure 112004009463156-pat00074
, 수축
Figure 112004009463156-pat00075
, 축소
Figure 112004009463156-pat00076
의 값에 따라서 그 결과가 달라질 수 있고, 최저점에 수렴하는 속도도 달라진다. 그러므로 이러한 최적화 변수의 초기값, 이동 범위, 알고리즘의 계수의 설정에 대한 연구가 함께 진행될 필요가 있다. In addition, while performing optimization using the simplex search algorithm, the initial value of the variable of the objective function, the range of the simplex movement, and the symmetry that is the coefficient of the simplex search algorithm
Figure 112004009463156-pat00073
, expansion
Figure 112004009463156-pat00074
, Shrink
Figure 112004009463156-pat00075
, reduction
Figure 112004009463156-pat00076
The result depends on the value of and the rate of convergence to the lowest point. Therefore, studies on the initial value of the optimization variable, the moving range, and the setting of the coefficient of the algorithm need to be conducted together.

이상에서 설명한 BLU 최적 설계 방법은 프로그램으로 구현되어 LCD의 BLU의 설계패킷의 일부 기능으로서 포함될 수 있다. 프로그램으로 구현된 본 발명을 이용할 경우, BLU 설계의 전 과정이 완전히 자동화 될 수 있는 등 BLU 설계 능력을 현저히 개선할 수 있다. 최적화된 BLU 구조 설계안을 매우 신속하게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 설계안의 최적화 정도를 더욱 개선하여 도광판의 휘도 균일도를 크게 향상시킬 수 있다. 나아가, 신속하게 요구되는 BLU의 신 모델 개발에 효율적으로 응할 수 있는 조건을 확보할 수 있다.The BLU optimal design method described above may be implemented as a program and included as a part of a design packet of the BLU of the LCD. Using the present invention implemented as a program, it is possible to significantly improve the BLU design capability, such that the entire process of the BLU design can be fully automated. Not only can an optimized BLU structure design be obtained very quickly, but also the degree of optimization of the design can be further improved, which greatly improves the brightness uniformity of the light guide plate. In addition, it is possible to secure conditions for efficiently responding to the rapidly developing new models of BLU.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위안에 속함을 밝혀둔다. Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below You can. Accordingly, all changes that come within the meaning or range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

Claims (10)

프로그램 된 컴퓨터를 이용하여 백라이트유닛용 도광판의 최적 설계를 위한 방법으로서,As a method for optimal design of a light guide plate for a backlight unit using a programmed computer, 적어도 백라이트유닛 및 도광판의 크기와 램프의 개수 및 배치 위치를 비롯한 백라이트유닛의 물리적 제원에 관련된 설계요소들과 도광판의 광투과율과 광반사 패턴의 반사율을 비롯한 백라이트유닛에 채용되는 광학부품의 속성에 관한 설계요소들 중에서, 상기 광반사 패턴을 최적 설계의 대상인 가변적 설계요소로 삼아 그에 대응하여 다항식으로 표현되는 특성함수를 정의하고 그 특성함수 다항식의 계수에 대하여 초기값을 부여하고, 그 밖의 다른 설계요소들은 고정적인 설계요소로 보아 각각에 대하여 소정의 상수값을 부여하는 것에 의해, 상기 백라이트유닛을 자동으로 모델링하는 제1단계;Design elements related to the physical specifications of the backlight unit, including at least the size of the backlight unit and the light guide plate, the number and location of the lamps, and the properties of the optical components employed in the backlight unit, including the light transmittance of the light guide plate and the reflectance of the light reflection pattern. Among the design elements, the light reflection pattern is used as a variable design element that is an object of optimal design, and a characteristic function represented by a polynomial is defined correspondingly, an initial value is given to the coefficient of the characteristic function polynomial, and other design elements A first step of automatically modeling the backlight unit by assigning a predetermined constant value to each of them as fixed design elements; 모델링 된 백라이트유닛에 대하여 광선추적기법을 이용한 백라이트유닛 시뮬레이션을 실행하여 상기 도광판의 휘도 균일도를 나타내는 목적함수 값을 계산하는 제2단계; 및Calculating a target function value representing luminance uniformity of the light guide plate by performing a backlight unit simulation using a ray tracing technique with respect to the modeled backlight unit; And 계산된 상기 목적함수값이 미리 설정된 한계값을 만족하는 경우를 포함하는 소정의 종료조건이 만족될 때까지, 상기 목적함수 값이 상기 휘도 균일도가 개선되는 쪽으로 변경되게 해주는 상기 특성함수 다항식의 계수를 심플렉스 탐색 알고리즘의 실행을 통해 새로 산출하고, 산출된 새로운 계수를 적용하여 상기 특성함수를 수정하고, 수정된 특성함수에 의거하여 상기 도광판의 새로운 광반사패턴을 산출하고, 그 새로 산출된 광반사패턴을 적용하여 상기 백라이트유닛을 다시 모델링 한 다음, 상기 제2단계로 피드백 하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.Coefficient of the characteristic function polynomial which causes the objective function value to be changed to improve the luminance uniformity until a predetermined termination condition is satisfied, including when the calculated objective function value satisfies a preset threshold value. New calculation through execution of a simplex search algorithm, the calculated new coefficients are applied to modify the characteristic function, a new light reflection pattern of the light guide plate is calculated based on the modified characteristic function, and the newly calculated light reflection And re-modeling the backlight unit by applying a pattern, and then feeding back to the second step, the third step of feeding back the light reflection pattern of the light guide plate. 제 1항에 있어서, 상기 종료조건의 만족이 있는 경우, 그 때의 특성함수에 의해 정의되는 광반사 패턴을 산출하여 최종 설계안으로 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The method of claim 1, further comprising the step of: calculating the light reflection pattern defined by the characteristic function at that time and determining the final design proposal when the termination condition is satisfied. Optimal design method. 제 1항에 있어서, 상기 목적함수는 BLU에 대하여 상기 광추적 기법을 이용한 시뮬레이션 시 상기 도광판 전면에 그리드로 분할된 작은 사각형을 통과한 광자의 개수를 나타내는 그리드 카운트들(c ij )의 표준편차 또는 상기 그리드 카운트들( c ij )의 최대값과 최소값의 비율로 정의되는 함수인 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법. The method of claim 1, wherein the objective function is a standard deviation of grid counts ( c ij ) representing the number of photons that pass through a small square divided into a grid in front of the light guide plate when the BLU is simulated using the light tracking technique. And a function defined as a ratio of the maximum value and the minimum value of the grid counts ( c ij ). 제 1항에 있어서, 상기 특성함수는 상기 도광판 하부면에 인쇄되어 광확산 기능을 제공하는 잉크도트의 광원으로부터의 이격거리에 따른 밀도를 정의하는 밀도함수인 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The light reflection pattern of the light guide plate according to claim 1, wherein the characteristic function is a density function that defines the density according to the distance from the light source of the ink dot printed on the lower surface of the light guide plate to provide a light diffusion function. Optimal design method. 제 1항에 있어서, 상기 특성함수는 상기 도광판 하부면에 형성되어 광확산 기능을 제공하는 V-컷의 광원으로부터의 이격거리에 따른 간격 및/또는 크기를 정의하는 함수인 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The method of claim 1, wherein the characteristic function is a function of defining a distance and / or size according to the separation distance from the light source of the V-cut formed on the lower surface of the light guide plate to provide a light diffusion function. Optimal design method of light reflection pattern. 제 1항에 있어서, 상기 특성함수는 직하형 BLU에서 BLU 밑면에 설치된 광원의 개수, 광원 사이의 간격, 광원의 후면에서 광을 BLU 전면으로 전사시켜주는 반 사판의 기하학적인 형태를 정의하는 함수인 것을 특징으로 하는 직하형 BLU의 최적 설계방법. The method of claim 1, wherein the characteristic function is a function that defines the number of light sources installed on the bottom of the BLU in the direct type BLU, the spacing between the light sources, the geometric shape of the reflector plate to transfer the light from the back of the light source to the front of the BLU Optimal design method of direct type BLU, characterized in that 제1항에 있어서, 상기 백라이트유닛 시뮬레이션은 상기 백라이트유닛의 각 부품의 전반사계수, 흡수계수와 확산계수를 측정하여 이들 계수들에 따라서 광자가 특정 부품의 면에 맞았을 때 어느 방향으로 광자가 경로를 바꿀 지를 난수를 사용하여 결정하고, 상기 도광판의 전면으로 출력되는 모든 광자의 출력 방향과 출력위치에 대한 정보를 기록하며, 기록된 상기 광자의 출력 정보를 이용하여 상기 도광판의 전면에 그리드로 구획된 각 사각형을 통과한 출력 광자의 수를 카운트하고, 카운트된 출력 광자수를 휘도에 대응시켜 상기 목적함수의 값을 계산하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The method of claim 1, wherein the backlight unit simulation measures the total reflection coefficient, the absorption coefficient, and the diffusion coefficient of each component of the backlight unit, and according to these coefficients, the photon path in any direction when the photons hit the surface of the specific component. Determine whether to change the value, record information on the output direction and output position of all photons output to the front surface of the light guide plate, and divide the information into the grid on the front surface of the light guide plate using the output information of the photons. And counting the number of output photons that pass through each square, and calculating the value of the objective function by matching the counted output photons with luminance. 제1항에 있어서, 상기 종료조건은 (1) 상기 제2 및 제3 단계의 실행을 반복하는 횟수가 미리 지정된 횟수를 초과할 때; (2) 상기 심플렉스 탐색 알고리즘의 실행 과정에서 심플렉스 탐색의 계산 횟수가 미리 지정한 최대 계산 횟수보다 클 때; (3) 심플렉스에서 함수값이 가장 큰 꼭지점을 제외한 나머지 점들의 평균과 나머지 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때; (4) 심플렉스에서 함수값이 가장 작은 값을 가지는 꼭지점과 나머지 각 꼭지점과의 거리의 합이 지정한 오차 이하일 때; 및 (5) 상기 심플렉스 탐색 알고리즘의 매 반복마다 동일한 최소값이 일정 이상 반복할 때 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The method of claim 1, wherein the termination condition is one of: (1) when the number of times of repeating the execution of the second and third steps exceeds a predetermined number of times; (2) when the number of calculations of the simplex search is greater than a predetermined maximum number of calculations during the execution of the simplex search algorithm; (3) the sum of the distances between the mean of the remaining points except for the largest vertex of the function value in the simplex and the remaining vertices is less than or equal to a specified error; (4) the sum of the distances from the vertex with the smallest value to the remaining vertices in the simplex is less than or equal to the specified error; And (5) at least one or a combination thereof when the same minimum value is repeated at least for each iteration of the simplex search algorithm. 제1항에 있어서, 상기 심플렉스 탐색 알고리즘은 상기 특성함수의 기존의 계수에 의해 정의되는 심플렉스에 대하여 심플렉스 이동에 관련된 연산인 대칭, 확장, 수축, 축소 연산을 수행하여 상기 목적함수 값을 가장 최소화할 수 있는 새로운 심플렉스를 산출하는 단계로서, 상기 대칭, 확장 및 수축 연산은 새로운 위치에 있는 대칭점, 확장점 및 수축점을 각각 하나 만들고 기존 심플렉스의 d+1개(단, d는 자연수)의 꼭지점 중에서 최고의 함수값을 가지는 점을 제거한 나머지 d개의 꼭지점에 새로 만들어진 상기 대칭점, 상기 확장점 및 상기 수축점을 각각 합쳐서 d+1개의 점으로 새로운 대칭, 확장 및 수축 심플렉스를 각각 만들고, 상기 축소 연산은 새로운 d개의 축소꼭지점을 만들고 기존의 심플렉스의 꼭지점 중에서 최저의 함수값을 가지는 한 점과 합하여 새로운 축소 심플렉스를 만드는 연산인 것을 특징으로 하는 단계; 및 새로 산출된 심플렉스의 꼭지점을 이용하여 상기 기존의 특성함수의 계수를 수정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The simplex search algorithm of claim 1, wherein the simplex search algorithm performs a symmetry, expansion, contraction, and reduction operation on the simplex defined by the existing coefficients of the characteristic function to perform the symmetry, expansion, contraction, and reduction operations. Computing the new minimization that can be minimized, the symmetry, expansion and contraction operations create one symmetry point, expansion point and contraction point at the new position, and d + 1 of the existing simplex (where d is Remove the point having the highest function value among the vertices of the natural number), and add the newly created symmetry, expansion and contraction points to the remaining d vertices to form a new symmetry, expansion and contraction simplex with d + 1 points, respectively. The reduction operation creates a new d reduction vertices and sums them with the one with the lowest function value among the vertices of the existing simplex. W phase, characterized in that the operation of creating a new reduced simplex; And modifying the coefficients of the existing characteristic function by using the newly calculated vertices of the simplex. 제1항에 있어서, 상기 광선추적기법은 몬테카를로 광추적기법 또는 광자매핑(Photon Mapping) 기법을 이용하여 구현된 프로그램 모듈에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계방법.The method of claim 1, wherein the ray tracing method is performed by a program module implemented using Monte Carlo light tracing or photon mapping.
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