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16-液晶光学设计之——背光光学相关

光学设计岗位规范

光学设计岗位规范 1 范围 本规范规定了光学设计岗位职责和岗位标准。。 本规范适用于光学设计岗位的初级、中级、高级职务人员。 2 引用标准 Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想和职业道德通用标准 3 岗位职责(概括和列举该岗位的工作职责) 3.1 负责光学系统研究、设计的全部技术工作,试验、试制的配合工作。 3.2 严格贯彻执行国标、部标、企标及有关科研技术、质量管理和安全技术的法规。 3.3 负责项目预研、技术论证、可行性研究论证、技术经济分析和项目的申报工作。 3.4 根据研制合同,制定阶段和年度工作计划,并组织实施。 3.5 参加本专业及有关专业的技术会议,评审本专业范围内的科研成果。 3.6 贯彻全面质量管理,负责对试验中出现的各种技术问题进行分析、论证,改进设计。 3.7 根据使用部门的要求和市场需求,采用适合的光学系统的结构,满足性能指标。研究新技术,加速光电系统的更新换代。 3.8 根据项目进展情况,适时编写专题技术总结、专题研究报告、鉴定申请报告等。 3.9 负责技术转让、技术咨询、技术服务以及完成技术资料的归档工作。 4 岗位标准 4.1 政治思想与职业道德 执行Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想与职业道德通用规范 4.2 文化程度

执行Q/AYGF 1.1 4.3 专业理论知识 4.3.1 初级职务 4.3.1.1 具有高等数学、普通物理等基础理论知识。 4.3.1.2 具有应用光学、光学仪器制图等专业理论知识。 4.3.1.3 了解光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.1.4 了解光学系统设计和研制过程,及有关技术标准。 4.3.1.5 初步掌握一门外语,并能查阅本专业书刊、资料。 4.3.2 中级职务 4.3.2.1 具有光学、计算机CAD设计、光学仪器制图原理等基础理论知识。了解红外、激光、电视、可见光系统等有关知识。 4.3.2.2 熟悉光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.2.3 熟悉光学系统国内外研制状况和发展趋势。 4.3.2.4 熟悉国内外光电系统光学设计研制技术及技术标准。 4.3.2.5 掌握一门外语,并能较熟练地查阅本专业书刊、资料。 4.3.3 高级职务 4.3.3.1 熟练掌握光学系统涉及的红外、激光、电视、微光、可见光学等专业理论知识。 4.3.3.2 精通光学系统研究的技术理论、熟悉典型的、同类型光学系统的性能指标及研究的技术难点。 4.3.3.3 精通光电系统集成与实验理论。 4.3.3.4 熟悉光电系统研制程序、典型技术和有关标准。 4.3.3.5 掌握国内外光电系统发展状况和发展趋势。 4.3.3.6 掌握光电系统应用的有关技术和知识。 4.3.3.7 掌握一门外语,并能熟练地查阅和笔译本专业的书刊、资料。 4.4 实际工作能力 4.4.1 初级职务 4.4.1.1 能完成光电系统的一般实验,参与试验方案的讨论与制定。

一、背光模组常用光学原理

一、背光模組常用光學原理 光學原理應用在背光板上,大致有反射(Reflection)、折射(Refraction)、全反射(Total Internal Reflection, TIR)、吸收(Absorption)幾項,均屬於幾何光學的光學領域。 (一)反射(Reflection)---反射片、導光板 反射可分為三種形式,鏡面反射(Specular reflection)、擴散反射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection),鏡面反射是指光線的入射角度相等於反射的角度,如圖1-1;擴散反射發生當在不平坦的表面且反射的光線超過一個角度,所有的反射光的反射角或多或少會與入射角相同,如圖1-2;漫射型的反射,有時候又稱作 “Lambertian scattering”或“Diffusion”,這種情形發生在粗糙或不光滑的表面,其反射光會有許多不同的角度,如圖1-3。 圖1-1. 鏡面反射 圖1-2. 擴散反射 圖1-3. 漫射反射 當光線照在一個完美的光滑表面會發生鏡面反射,完全遵守「反射定律(Law of reflection)」,入射角(入射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Incident angle )會相

等於反射角(反射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Reflected angle ),如圖1-4。 當光線照在一個粗糙的表面,光線將會立刻以許多不同的方向反射或穿透,如圖1-5, 在背光的材料中,擴散板、擴散片屬於穿透擴散(Diffuse transmission)的性質,底反射 板、燈管固定框架屬於反射擴散(Diffuse reflectance)性質。 圖1-4. 反射定律 圖1-5. 穿透及反射擴散 (二)折射(Refraction, Snell ′s law)---導光板、擴散片、稜鏡片 當光線從一種材料行進到另一種材料時,例如從空氣進到玻璃,此時光線會被折 射,也就是光線會彎曲及改變速度。折射取決於二個因子:一個是入射角(Incident angle) 以符號 表示,另一個為材料的折射率(Refractive index),以字母 表示,折射率等於真 空中的光速(c)比上光在材料中的光速(v): (1-1) 空氣中的光速幾乎相同於真空中的光速,因此空氣的折射率可視為1,幾乎所有 其他物質的折射率都是大於1,因為光通過這些物質,其速度會降低。如圖1-6,光通

背光模组产品制程介绍 [相容模式]讲解

主题:背光模組產品製程介紹背光模組產 1 TFT-LCD 及 BLU的構造 TFTBLU的構造 LCD(液晶顯示器是顯示各種資訊的裝置,但因它本身不會自主發光,所以在其背面需放光源使 LCD畫面能均勻的發光,因此發光源即背光模組(BLU;Back Light Unit,對於B/L要求顯示面的輝度要均勻,液晶板的透光率須低於10%,需維持一定的水準。為了要使B/L達到輕薄化、高輝度、低耗電量、均勻度等,必須要擁有高度的技術才行。 LCD Panel LCD Panel DBEF Diffuser Up Prism Up Diffuser Sheet- 2 Diffuser Sheet-1 Backligh ht Diff Diffuser D Down Light Guide Plate Lamp Reflector Backlig ght Prism Down Light Guide Plate Lamp p Reflectior Support Main Case(Backlight Body Notebook Monitor 側光式背光模組側光式背光模組:為達到輕、薄與低耗電量的要求,筆記型電腦之TFT面板以採用側光式背光模組為主,側光式背光模組的光源,一般僅為單支燈管,燈管的外徑通常採用φ1.8mm,而燈管放置的位置顧名思義為背光模組的側面,由於光源僅從單邊進入,故整體背光模組的亮度均勻性較直下式背光模組更難以控制,且亮度亦較低,通常在筆記型電腦及中、小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管,17”監視器、側光式背光模組通常在筆記型電腦及中小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管17”監視器側光式背光模組通常使用2支燈管,圖所示為側光式背光模組之構造。側光式背光源的構造 直下式背光模組直下式背光模組:直下式背光模組的燈管是置於背光模組的正下方,且數量通常為2支以上,由於使用的燈管數多於側光式背光模組,連帶使得直下式背光模組的耗電量大增,故大部供應對耗電量較不要求的大型液晶監視器或液晶電視之TFT面板上,以期獲得較多的亮度,直下式背光模組的亮度分佈較為均勻,不過相對地需佔用較大的空間,如圖所示:大的空間如圖所示直下式背光源的構造光行進方向稜鏡片擴散膜導光板或擴散板反射板冷陰極管 2 成型射出- 工序圖(射出室成型射出- 工序圖(射出室原料(LGP Resin -保管及庫存管理原料供應設備 -注意異物流入除濕乾燥機 -調整正確乾燥溫度/時間成型機 -模具溫控機模具設計模具製作精密設出高品質導光板超大型起薄型高平坦

光学设计教程小知识点

1.2光学系统有哪些特性参数和结构参数? 特性参数:(1)物距L(2)物高y或视场角ω(3)物方孔径角正弦sinU或光速孔径角h(4)孔径光阑或入瞳位置(5)渐晕系数或系统中每一个的通光半径 结构参数:每个曲面的面行参数(r,K,a4,a6,a8,a10)、各面顶点间距(d)、每种介质对指定波长的折射率(n)、入射光线的位置和方向 1.3轴上像点有哪几种几何像差? 轴向色差和球差 1.4列举几种主要的轴外子午单色像差。 子午场曲、子午慧差、轴外子午球差 1.5什么是波像差?什么是点列图?它们分别适用于评价何种光学系统的成像质量? 波像差:实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该像点质量的指标。适用单色像点的成像。 点列图:对于实际的光学系统,由于存在像差,一个物点发出的所有光线通过这个光学系统以后,其像面交点是一弥散的散斑。适用大像差系统 2.1叙述光学自动设计的数学模型。 把函数表示成自变量的幂级数,根据需要和可能,选到一定的幂次,然后通过实验或数值计算的方法,求出若干抽样点的函数值,列出足够数量的方程式,求解出幂级数的系数,这样,函数的幂级数形式即可确定。像差自动校正过程,给出一个原始系统,线性近似,逐次渐进。 2.2适应法和阻尼最小二乘法光学自动设计方法各有什么特点,它们之间有什么区别? 适应法:参加校正的像差个数m必须小于或等于自变量个数n,参加校正的像差不能相关,可以控制单个独立的几何像差,对设计者要求较高,需要掌握像差理论阻尼最小二乘法:不直接求解像差线性方程组,把各种像差残量的平方和构成一个评价函数Φ。通过求评价函数的极小值解,使像差残量逐步减小,达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数m没有限制。 区别:适应法求出的解严格满足像差线性方程组的每个方程式;如果m>n或者两者像差相关,像差线性方程组就无法求解,校正就要中断。 3.1序列和非序列光线追迹各有什么特点? 序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计。以面作为对象,光线从物平面开始,按照表面的先后顺序进行追迹,对每个面只计算一次。光线追迹速度很快。 非序列光线追迹主要用于需考虑散射和杂散光情况下,非成像系统或复杂形状的物体。以物体作为对象,光线按照物理规则,沿着自然可实现的路径进行追迹。计算时每一物体的位置由全局坐标确定。非序列光线追迹对光线传播进行更为细节的分析,计算速度较慢。3.2叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。 (1)建立光学系统模型: 系统特性参输入:孔径、视场的设定、波长的设定 初始结构输入:表面数量及序号、面行、表面结构参数输入 (2)像质评价 (3)优化:设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化 (4)公差分析:公差数据设置、执行公差分析 3.3Zemax软件采用了什么优化算法? 构造评价函数:最小二乘法、正交下降法(非序列光学系统)

TV背光模组之导光板简介

TV背光模组之导光板简介 ◆导光材料概述 导光材料目前主要有PS (Polystyrene) 聚苯乙烯、PC (Polycarbonate )聚碳酸酯、PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE)聚甲基丙烯酸甲三种,在TV模组中应用最为广泛的是PMMA。下面分别给大家介绍一下此三种导光材料的物理特性。 PS (Polystyrene) 聚苯乙烯 ?为苯乙烯均聚物,系由苯乙烯在引发剂存在下进行自由基聚合得到。工业生产均用 连续本体聚合法。系无色透明、高光泽。加工性、着色性、刚性和电绝缘性良好, 但低温时质脆易裂。耐酸碱、氧化还原剂、醇类和洗涤剂,不耐烃类和氯烃类溶剂。 ?通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物,具有优良的绝热、绝缘和透明性,长期使用 温度0~70℃。但脆,低温易开裂。 ?物性参数 ?晶体密度:1.06~1.12克/CM3 ?拉伸强度:36~52MPa; ?玻璃化温度:90~95℃ ?熔融温度:240℃ ?热变形温度:高温76~94℃; ?导热系数:30℃时0.116瓦/(米·开) ?吸水率(ASTM):0.03~0.1 ?体积电阻率:1017~1019Ω·cm; ?介电强度:19.7kV/mm; ?透光率(2mm): PC (Polycarbonate )聚碳酸酯 ?聚碳酸酯(双酚A型)化学名称2,2-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯,是由酯交换法 和光气化法制得。平均分子量3.57×104。无定形透明颗粒.无味、天臭、无毒。 ?聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃,在普通使用温度内都有良好的机械性能。 同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性 能好。 ?耐稀酸、耐油、不耐碱。溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烷、 四氢呋喃、三甲酚、磷酸三甲酯等。疲劳强度较低,容易产生应力开裂。具有优良 的高温电性能,具有耐燃自熄性。 ?物性参数 ?晶体密度:1.20~1.43克/CM3 ?拉伸强度:>60MPa ?玻璃化温度:148~150℃

(整理)光学与光学设计讲义

-與光學設計基本概念 1. 一般稱為可見光是位於光波帶中400~770 nm (0.1~0.77μ ),而波長較短為藍光,波長較長的為紅光。波長比可見光短的紫外光(UV),而波長比可見光長的稱為紅外光(IR),一般的光學玻璃或塑膠材料可應用之400~1500nm,而波長更長的IR區域(1.5~15μ )使用的光學材料為鍺或矽。 2. 光學鏡片置於空氣界面中,當光線經過透鏡時,光線會產生穿透與反射現像,而其中一部份會被光學材料吸收。所以折射率n之材料於空氣中的反射率計算式如下: R(反射率)={(n-1) / (n+1)}2 T(穿透率)=(1-R)X X為透鏡的面數,而此計算值時是忽略材料的吸收率。 3. 當鏡片產生反射現像,而此時反射光被別的面再反射或鏡筒內面產生反射而到達成像面時,這會造成降低像質之有害光,而有害光擴大至像面整體時,則會產生某種像,我們稱為鬼影(像)。而防止鬼影的產生與界面反射的方法:(1)鏡片鍍膜(Coating)( 2)鏡片塗墨。 光線射入n和n’的交界處的情形,有些光線被反射,有些被折射,而產生反射線和折射線,而反射線在同介質中依據光程的極值行進方向,這就是反射現象。另外折射線在折射率為n的介質裡斜射入折射率為n’的介質時,由於光在不同介質裡的速率不相同,因此就改變了進行方向,這就是折射現象。如下圖: 這些光線都遵守下面這些光學基本原則: ?入射線、反射線、折射線和法線在同一平面上。 ?入射角i等於反射角r(反射律)。 ?入射角i至折射角t的關係必遵循Snell's law 由於折射率是波長的函數n(λ),因各單色光的折射率各不相同,所以造成折射方向有所差異,或是說不同波長的光在介質內行進的速度不同所造成,這個現象,稱之為色散(dispersion)。

光学设计软件介绍

光学设计 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件,可做光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射,折射,绕射等光学模型,并结合优化,公差等分析功能,是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE:标准版,XE:完整版,EE:专业版(可运算Non-Sequential),是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。 ZEMAX的主要特色:分析:提供多功能的分析图形,对话窗式的参数选择,方便分析,且可将分析图形存成图文件,例如:*.BMP, *.JPG...等,也可存成文字文件*.txt;优化:表栏式merit function参数输入,对话窗式预设merit function参数,方便使用者定义,且多种优化方式供使用者使用;公差分析:表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数,方便使用者定义;报表输出:多种图形报表输出,可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件,功能非常强大,价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外,软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件,近三十多年来,Code V进行了一系列的改进和创新,包括:变焦结构优化和分析;环境热量分析;MTF和RMS波阵面基础公差分析;用户自定义优化;干涉和光学校正、准直;非连续建模;矢量衍射计算包括了偏振;全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates(ORA?)公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起,该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血,使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件,为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年,ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比,CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面 CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件;各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型;梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地处理屋脊棱镜、角反射镜、导光管、光纤、谐振腔等具有特殊光路的元件;而其多重结构的概念则包括了常规变焦镜头,带有可换元件、可逆元件的系统,扫描系统和多个物像共轭的系统。40多年来,世界各地的用户已成功地利用CODE V设计研制了大量照相镜头、显微物镜、光谱仪器、空间光学系统、激光扫描系统、全息平显系统、红外成像系统、紫外光刻系统等等,举不胜举。近几年内,CODE V软件又被广泛地应用于光电子和光通讯系统的设计和分析。光学设计的第一步是要为系统确定合理的初始结构。为此CODE V提供了独有的“镜头魔棒”功能,用户只需输入所要设计的系统的使用波段、相对孔径、视场、变倍比等参数,软件即可从自带的专利库中找出对应的结构以供选择。 CODE V软件中优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像差或是用户定义的其它指标,也可以直接对指定空间频率上的传递函数值进行优化。经过改进的阻尼最小二乘优化算法用拉格朗日乘子法提供既方便又精确的边界条件控制。除了程序本身带有大量不同的优化约束量供选用外,用户还可以根据需要灵活地定义各种新的约束量。此外,以往的优化算法无法克服存在于光学系统结构参量的高度非线性解空间中的大量局部极小,故此自动设计的结果是一个与初始参数接近的像质相对较好的结构,而不一定是全局最优设计。为解决这一问题,ORA公司在CODE V软件中加入了强大的全局优化功能(Global Synthesis)。这种被该公司

光学设计基本知识

一、关于光线: 光源发出之光,通过均匀的介质时,恒依直线进行,叫做光的直进。此依直线前进之光,代表其前进方向的直线,称之为“光线”。光线在几何光学作图中起着重要作用。在光的直线传播,反射与折射以及研究透镜成像中,都是必不可少且要反复用到的基本手段。应注意的是,光线不是实际存在的实物,而是在研究光的行进过程中细窄光束的抽象。正像我们在研究物体运动时,用质点作为物体的抽像类似。 二、光的反射 光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播 方向又返回原来物质中的现象。 反射定律: 1.入射光线、反射光线与法线(即通过入射点 且垂直于入射面的线)同在一平面内,且入射 光线和反射光线在法线的两侧; 2.反射角等于入射角(其中反射角是法线与反 射线的夹角。入射角是入射线与法线的夹角)。在同一条件下,如果光沿原来的反射线的逆方向射到界面上,这时的反射线一定沿原来的入射线的反方向射出。这一点谓之为“光的可逆性”。 三、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。 折射定律 1、折射光线和入射光线分居法线两侧 (法线居中,与界面垂直) 2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 (三线两点一面) 3、当光线从空气斜射入其它介质时,角的性 质:折射角(密度大的一方)小于入射角(密度 小的一方);(在真空中的角总是大的,其次是 空气) 4、当光线从其他介质射入空气时,折射角大于 入射角。 5、在相同的条件下,折射角随入射角的增大 (减小)而增大(减小)。 6、折射光线与法线的夹角,叫折射角。 7、光从空气斜射入水中或其他介质时,折射光 线向法线方向偏折,折射角小于入射角。 8、光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。

光学设计常用术语解释及英汉对照翻译汇总

第一部分最基本的术语及英汉对照翻译 1、时谱:time-spectrum In this paper, the time-spectrum characteristics of temporal coherence on the double-modes He-Ne laser have been analyzed and studied mainly from the theory, and relative time-spectrum formulas and experimental results have been given. Finally, this article still discusses the possible application of TC time-spectrum on the double-mode He-Ne Iaser. 本文重点从理论上分析研究了双纵模He-Ne激光时间相干度的时谱特性(以下简称TC 时谱特性),给出了相应的时谱公式与实验结果,并就双纵模He-Ne激光TC时谱特性的可能应用进行了初步的理论探讨。 2、光谱:Spectra Study on the Applications of Resonance Rayleigh Scattering Spectra in Natural Medicine Analysis 共振瑞利散射光谱在天然药物分析中的应用研究 3、光谱仪:spectrometer Study on Signal Processing and Analysing System of Micro Spectrometer 微型光谱仪信号处理与分析系统的研究 4、单帧:single frame Composition method of color stereo image based on single fram e image 基于单帧图像的彩色立体图像的生成 5、探测系统:Detection System Research on Image Restoration Algorithms in Imaging Detection System 成像探测系统图像复原算法研究 6、超光谱:Hyper-Spectral Research on Key Technology of Hyper-Spectral Remote Sensing Image Processing 超光谱遥感图像处理关键技术研究 7、多光谱:multispectral multi-spectral multi-spectrum Simple Method to Compose Multi spectral Remote Sensing Data Using BMP Image File 用BMP 图像文件合成多光谱遥感图像的简单方法 8、色散:dispersion

LED背光模组介绍

LED背光模组/背光源未来之预见 背光模组为TFT-LCD面板主要组件,约占面板材料总成本的20%~35%。随着LCD TV面板规模的高速增长,背光模组在面板成本与制造过程中所占的份额与地位将日益凸显。2005~2008年间大型大尺寸背光模组的出货量年增长率预计约达28%,至2008年将大型背光模组约达3.6亿块,市场产值高达约140亿美元。 从背光模组生产厂商来源国或地区来看,台湾、韩国企业均占据全球出货量的40%~45%,全球背光模组大厂主要有台湾的中强光电、瑞仪、科桥、韩国的 Taesan、Heesung及日本的夏普、Stanley等企业。由于中国大陆存在人力成本及下游相关产品制造规模之优势,台湾、韩国背光模组厂商均已在大陆设立分厂, 2005年在中国大陆产出的背光模组已约占全球39%,成为全球第一大生产地区。受外资背光模组企业的进一步投资扩产之势推动,预计06年大陆背光模组出货量的全球份额提高至45%。而国内也已涌现出以京东方茶谷、深圳帝光、普耐光电等为代表、发展迅速的背光模组与背光源企业。 背光源、棱镜片、扩散板及光学膜片等为背光模组的主要上游材料与组件,其中背光源在中小、大尺寸背光模组材料成本中分别约占10%~15%、15%~25%。目前背光源以冷阴极荧光灯(CCFL)为主,新型光源LED、平面光源FFL 正受业界关注并被认为是取代受欧盟RoHS法规限制使用的含汞 CCFL的有力竞争者。特别是LED因具有高达105%~130%色彩饱和度(NTSC)、长寿环保等显著优点,已成为中小尺寸TFT-LCD面板中的主流背光源,而随着LED发光效率的提高、散热难等技术问题的突破,全球面板巨头与LED行业领导者的已纷纷合作推出了LED背光源的大尺寸LCD TV,可以预见,高亮白光LED在大尺寸LCD TV背光源需求即将成为应用热潮。 根据LED光源的技术发展与应用领域的拓展关系可知,LED在成为手机、车载导航面板等中小尺寸LCD面板的主流背光源之后,当前正处于 Notebook、LCD Monitor及LCD TV大中型尺寸LCD面板所需背光源的市场切入与渗透关键时期。可以说,随着发光效率的进一步提高及散热问题的攻克,高亮白光LED有望成为未来大中型尺寸LCD面板的主流背光源。 应3G手机的入市、大屏幕手机的增多及搭配影像手机配备闪光灯的比重提升,持续拉升白光LED的需求,预估2006年度全球手机将成长7.1%达 8.3亿部,预期06年手机白光LED市场出货量增长41%至的43亿颗,其中手机背光源中的白光LED用量以近40%的高速增长达22亿颗;按键所需白光LED增长20%达5亿颗,以及拍照手机所需白光LED闪光灯增长60%达16亿颗。未来四年内,国内手机需求量未来四年内将保持13%的年均复合增长率,从06年的1.37亿部增长到2009年的2亿部;对高亮白光LED背光源需求量预计由06年的3.5 亿颗,以37%的年均复合增长率增加至09年的 9亿颗;而随着3G及拍照手机比重的提高,预计国内手机对高亮白光LED的总需求量保持高达46%的年均复合增长,由06年的7亿颗增长至09年的22亿颗。 2006年全球MP3、PDA、DSC、车载导航、可携式DVD等产品所需中小型尺寸LCD面板等所需白光LED市场规模高达21亿颗有余,受LED 在中小尺寸LCD面板的庞大商机驱动,目前全球已呈现背光模组上中下游厂商展开投资合作趋势,以积极抢攻LED背光源的LCD面板市场份额,如台湾的面板巨头友达光电联合

光学摄影基础知识

超长焦镜头中,APO镜头几乎是高档镜头的代名词。APO,是英文Apochromatic的缩写,意为“复消色差的”。所谓萤石镜片、AD玻璃、UD玻璃、ED玻璃,说到底,都是为了实现APO技术所用的特殊光学材料。复消色差镜头,是指能对多种色光(超过两种)消除色差的镜头。消色差镜头(Chromatic)只能对两种色光消色差。 色差:从几何光学原理讲,镜头等效于一个单片凸透镜。凸透镜的焦距,与镜面两边曲率和玻璃的折射率有关。如果镜片形状固定,那就只与制造镜片材料的折射率有关了!由于光学材料都有色散,因此,同一个镜片,对于红光来说,焦距略微长一点;对于蓝光来说,焦距略为短一点。这就叫做“色差”。 有了色差的镜头,具体讲有这么几个缺点: 1.由于不同色光焦距不同,物点不能很好的聚焦成一个完美的像点,所以成像模糊; 2.同样,由于不同色光焦距不同,所以放大率不同,画面边缘部分明暗交界处会有彩虹的边缘。 色散:光学材料的折射率不但与材料本身的物理性质有关,还与光线的波长有关。同一种光学材料,波长越短、折射率越高。具体讲,同一种光学玻璃,绿光比红光折射率高,而蓝光比绿光折射率高。不同光学材料往往有不同的色散。如果一种材料随着波长变化引起折射率变化很大,我们就说这种材料是“高色散”的。反之,则称为“低色散”。一般用ne(材料对绿色的e光的折射率)表示材料的折射率,用阿贝数ve=(ne-1)/(nF-nc)表示材料的相对色散。阿贝数越高,色散越小。式中,第二个字母是下标,表示夫朗和费对应谱线的波长。F是红光,e是绿光,c是蓝光。每一条夫朗和费谱线都有固定不变的波长,因而成了光学设计中的标准波长。 消色差:利用不同折射率、不同色差的玻璃组合,可以消除色差。例如,利用低折射率、低色散玻璃做凸透镜,利用高折射率、高色散玻璃做凹透镜,然后将两者胶合在一起。为了使两者胶合后仍然等效于一个凸透镜,前者(凸透镜)屈光度要大一些,后者(凹透镜)屈光度要小一些。我们分析这样的双胶合镜对不同波长光线的作用:对于较长波长的光线,由于凹透镜材料色散大、也就是折射率随着波长变化大,所以折射率比中间波长较小,凸透镜起的作用大,双胶合镜长波端焦距偏长。对于较长波短的光线,由于凹透镜色散大、也就是折射率随着波长变化大,所以折射率较大,凹透镜起的发散作用大,双胶合镜短波端焦距也偏长。最后的结论是:这样的双胶合镜中间波长焦距较短、长波和短波光线焦距较长。很明显,中间波长是一个谷,它的周围焦距变化小多了!设计时合理的选择镜片球面曲率、双胶合镜的材料,可以使蓝光、红光焦距恰好相等,这就基本消除了色差。剩余色差对于广角到中焦镜头来说,已经很小了,因此,也就满足了镜头消色差的要求。 复消色差:可以想象,如果某种材料随波长变化折射率的数值可以任意控制,那么我们一定能够设计出色差处处完全补偿、因而完全没有色差的镜头!可惜,材料的色散是不能任意控制的,而且可用的光学材料也就那么有限的若干种!我们退一步设想,如果能够将可见光波段分为蓝-绿、绿-红两个区间,而这两个区间能够分别施用消色差技术,二级光谱就能够基本消除!但是,不幸的是,经过计算证明:如果对绿光与红光消色差,那么蓝光色差就会变得很大;如果对蓝光与绿光消色差,那么红光色差就会变得很大!看起来似乎走进了一个死胡同,顽固的二级光谱好像没有办法消除! 二级光谱:未消色差的镜头随着光线波长增加,焦距单调上升,色差很大。而消色差镜头焦距随波长先减小后增加,色差很小。消色差镜头的剩余色差就叫做“二级光谱”!二级光谱引起的不同色光焦距变化不可能小于焦距的千分之二,也就是说,镜头焦距越长,消色差越不能满足要求。对镜头质量要求较高时,超长焦消色差镜头的二级光谱已经不可忽视!为了进一步消除二级光谱对镜头质量的影响,引进了复消色差技术。

LED背光模组相关专利简介

27 LED背光模组相关专利简介 陶梅摘编 Brief Introduction of Patents about LED Backlight Modules Extracted by Tao Mei 1一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法 公开(公告)号:CN102054442A 摘要:本发明涉及一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法,其特征在于:光源控制模组通过调光信号输出端和开关信号输出端输出信号给驱动模组,短路保护侦测模组3通过短路保护侦测输出端电性连接于光源控制模组及与各个LED灯串输出端相连,当有任一LED灯串发生短路且被驱动控制器保护时,短路保护侦测输出端输出信号给光源控制模组中的图像处理器,图像处理器就会输出一持续不变的信号给光源控制模组的调光控制电路,使其调光控制电路输出一持续高电平的调光信号给驱动模组内对应的驱动控制器,调光控制电路输出100%的调光控制信号,以补偿整体的LED灯管的平均亮度。本发明自动化程度高,能使液晶画面亮度更适合使用者的要求。 2LED背光单元以及使用该LED背光单元的液晶显示装置 公开(公告)号:CN102047174A 摘要:讨论了一种LED背光单元以及使用该LED背光单元的其它装置。根据一个实施例,LED背光单元包括:导光部,其包括导光板和耦合到导光板的反射板,其中,导光板具有光输入部分和第一连接部分,并且其中,反射板具有连接到第一连接部分的第二连接部分;以及包括至少一个发光二极管的光源,该光源向导光部发射光。3一种LED液晶显示背光模组 公开(公告)号:CN102022680A 摘要:本发明公开了一种LED液晶显示背光模组,该模组可以在不增加聚光片的情况下,提供更高的亮度的可能,且其结构能够适用于大功率LED灯,减小小功率LED灯的应用,以减小故障的几率。其包括LED灯条和导光板,LED灯条上有LED灯,以及在所述导光板的背面设有所述LED灯条,对应所述LED 灯位置的导光板上设有孔,孔包括位于导光板正面和背面的两个孔口,在导光板背面的孔口处设有直下式LED灯,在导光板正面的孔口处设有用于反射LED 灯光的反光装置。本发明主要应用于液晶显示器和液晶电视上的LED背光源。 4一种LED侧背光模组 公开(公告)号:CN102003664A 摘要:本发明公开了一种LED侧背光模组,包括侧背光源和导光板,能够在兼顾侧背光模组的超薄特性前提下,实现了更多的分区,同时还提供一种包括所述LED侧背光模组的显示设备,从而提高了显示设备的对比度,使其显示效果以及各种性能指标得到很大提高,具有非常巨大的进步。 5用于LED的侧面发射LED背光 公开(公告)号:CN101994957A 摘要:一种用于照明液晶显示器的背光,其中将LED 按矩阵排列在背光腔体中。排列所述LED,使得将来自LED的发射沿侧面方向进入所述背光腔体。对来自LED的发射整形,以便匹配背光腔体的截面形

背光模组光学设计

背光模組光學設計 摘要 本文主要介紹邊光式背光模組之設計原理,其中包括所涉及之光學理論及常用於導光板之設計方法,最後並以軟體模擬來說明這些方法之優劣點。這些方法包括狹窄化方法、微結構法及加入擴散點方法用於導光板中,其中在微結構方法中又分為上鋸齒微結構法及下鋸齒微結構。這些方法之所應用之原理在於幾何光學中之全反射原理。在狹窄化方法、上鋸齒微結構及擴散點方法中主要是希望破壞全反射條件而使光線導出,而在下鋸齒微結構中是利用全反射原理將光線由下而上導出。在本文之軟體模擬實例中,我們發現狹窄化、上鋸齒微結構及擴散點三種方法之最大表面透出功率大約在相同之範圍中。雖然,下鋸齒微結構之表面透出功率最高,然而,在均勻度方面之表現非常的差。此外,由於光線之透出率對微結構之角度具有極敏感之特性,如欲以角度來控制透出功率之均勻性是一件不易達成之事,且加工不易。相較於微結構法,擴散點方法在控制均勻度方面及製造加工上就較微結構法來的容易,是一簡單又亦達成均勻度控制之方法。 一、背光模組介紹 無自發光性質的液晶材料已被廣泛應用在如電視、電腦螢幕、行動電話及個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)等不同尺寸的液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)上,而為了達到顯像之目的,必須搭配光源照射液晶。由於光源一般置於液晶面板之後,乃稱為「背光」,而此面板之後包含光源的所有元件總成則稱為「背光模組」。背光模組包括光源和其他職司反射及折射的光學裝置,其中光源主要分為兩種:一為適於較大尺寸LCD的冷陰極燈管,另一為適用於較小尺寸如行動電話螢幕的發光二極體。雖然此兩種光源形式及其所使用之光學裝置有所不同,但整個背光模組的光學原理則相類似。依據光源位置的不同,背光模組一般可分為邊光式(Edge Lighting)及直下式(Bottom Lighting)兩[1,2]。邊光式背光模組一般常用於中小型顯示器,如筆記型電腦螢幕、PDA 及手機螢幕等。顧名思義邊光式模組的光源是置於整個背光模組的邊緣,如圖 1 所示,導光板之功能主要是將側邊的光線導向正面之視線方向,並達到亮度均勻之效果。除了光源之外,邊光式背光模組的主要光學元件包含光源反射罩、導光板、稜鏡片、反射板,如圖1(a)所示[3],及位於稜鏡片上方之擴散片等光學元件。光源反射罩的主要功能主要是將光線集中投射於導光板中,而位於導光板下方之反射板功能是將投射至此之光線反射至上面,以增加光之利用率。擴散片之功能在於將經由擴散點所散射的光線均勻化,使之無法由正視時察覺導光板下擴散點的形狀與位置。最後,稜鏡片的主要功能是將均勻擴散之光線導正,使之射向視線方向,提高螢幕亮度。導光板為邊光式背光模組的關鍵零組件,其主要之功用是將光線由邊緣導向視線方向,故得其名。為達到高亮度及亮度均勻之要求,

光学设计透镜设计的入门课程

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光学设计cad试题(五)

光学系统设计(五) 一、单项选择题(本大题共 20小题。每小题 1 分,共 20 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.对于密接双薄透镜系统,要消除二级光谱,两透镜介质应满足 ( )。 A.相对色散相同,阿贝常数相差较小 B.相对色散相同,阿贝常数相差较大 C.相对色散相差较大,阿贝常数相同 D.相对色散相差较小,阿贝常数相同 2.对于球面反射镜,其初级球差表达公式为 ( )。 A.?δ2h 81 L =' B. ?δ2h 81 L -=' C. ?δ2h 41L =' D. ?δ2h 41 L -=' 3.下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 4.场曲之差称为 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散 D. 色差 5.初级球差与视场无关,与孔径的平方成 ( )。 A.正比关系 B.反比关系 C.倒数关系 D.相反数关系 6.下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 A.球差 B.场曲 C.畸变 D.倍率色差 7.不会影响成像清晰度的像差是 ( )。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 8.下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 9.正弦差属于小视场的 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 畸变 D. 色差 10.初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。 :1 :1 C.5:1 :1 11.光阑与相接触的薄透镜重合时,能够自动校正 ( )。 A.畸变 B.场曲 C.球差 D.二级光谱 12.在子午像差特性曲线中,坐标中心为z B ',如0B '位于该点左侧,则畸变值为 ( ) 。 A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断 13.厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用,是因为 ( )。 A.通过改变厚度保持场曲为零 B.通过两面曲率调节保持光焦度不变 C.通过改变厚度保持光焦度不变 D.通过两面曲率调节保持场曲为0 14.正畸变又称 ( )。 A.桶形畸变 B.锥形畸变 C.枕形畸变 D.梯形畸变 15.按照瑞利判断,显微镜的分辨率公式为 ( )。 A.NA 5.0λσ= B. NA 61.0λσ= C.D 014''=? D. D 012' '=? 16.与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A.子午平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面 17.下列软件中,如今较为常用的光学设计软件是 ( )。 软件 软件 软件 软件 18.光学传递函数的横坐标是 ( )。 A.波长数 B.线对数/毫米 C.传递函数值 D.长度单位 19.星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。 A.不方便进行,步骤复杂 B.属主观检验方法,不能量化 C.属客观检测方法,但精度低 D.计算复杂,应用不便 20.波像差就是实际波面与理想波面之间的 ( )。 A.光程差 B.几何像差 C.离焦量 D.距离差

光学系统设计有哪些要求

光学系统设计有哪些要求 任何一种光学仪器的用途和使用条件必然会对它的光学系统提出一定的要求,这些要求概括起来有以下几个方面。 一、光学系统的基本特性 光学系统的基本特性有:数值孔径或相对孔径;线视场或视场角;系统的放大率或焦距。此外还有与这些基本特性有关的一些特性参数,如光瞳的大小和位置、后工作距离、共轭距等。 二、系统的外形尺寸 系统的外形尺寸,即系统的横向尺寸和纵向尺寸。在设计多光组的复杂光学系统时,外形尺寸计算以及各光组之间光瞳的衔接都是很重要的。 三、成象质量 成象质量的要求和光学系统的用途有关。不同的光学系统按其用途可提出不同的成象质量要求。对于望远系统和一般的显微镜只要求中心视场有较好的成象质量;对于照相物镜要求整个视场都要有较好的成象质量。 四、仪器的使用条件 ` 在对光学系统提出使用要求时,一定要考虑在技术上和物理上实现的可能性。如生物显微镜的放大率Г要满足500NA≤Г≤1000NA 条件,望远镜的视觉放大率一定要把望远系统的极限分辨率和眼睛的极限分辨率一起来考虑。 光学系统设计过程 所谓光学系统设计就是根据使用条件,来决定满足使用要求的各种数据,即决定光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构等。因此我们可以把光学设计过程分为4 个阶段:外形尺寸计算、初始结构计算、象差校正和平衡以及象质评价。 一、外形尺寸计算 在这个阶段里要设计拟定出光学系统原理图,确定基本光学特性,使满足给定的技术要求,即确定放大倍率或焦距、线视场或角视视场、数值孔径或相对孔 N1N 径、共轭距、后工作距离光阑位置和外形尺寸等。因此,常把这个阶段称为外形尺寸计算。一般都按理想光学系统的理论和计算公式进行外形尺寸计算。在计算时一定要考虑机械结构和电气系统,以防止在机构结构上无法实现。每项性能的确定一定要合理,过高要求会使设计结果复杂造成浪费,过低要求会使设计不符合要求,因此这一步骤慎重行事。 二、初始结构的计算和选择、初始结构的确定常用以下两种方法: 1.根据初级象差理论求解初始结构

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