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首页大尺寸LED灯箱导光板设计与优化
"大尺寸LED超薄灯箱的导光板设计" 本文主要探讨了大尺寸LED超薄灯箱中导光板的设计与应用,重点在于导光板的工作原理及其网点设计理论。导光板是LED灯箱的关键组件,其作用是将集中光源转化为均匀的面光源,以达到理想的照明效果。在导光板的设计过程中,主要运用了几何光学的基本原理,包括反射、折射和散射。 首先,导光板工作时,LED光源从灯箱边缘发出,通过导光板上的网点结构将光线分散。这些网点分布并非均匀,而是根据特定的非均匀分布公式计算得出。这个公式考虑了导光板的尺寸、材料特性、光源位置等多种因素,以实现光线的有效扩散和均匀分布。 其次,导光板的网点设计理论是基于几何光学的反射和折射定律。光线在网点处发生反射和折射,通过多次内部反射使光线在导光板内部传播并均匀分布。同时,网点的形状、大小和密度对光线的散射效果有直接影响,从而影响到最终的光分布均匀性。 文章中,作者们利用光学模拟软件构建了导光板的三维模型,通过仿真技术对设计进行优化。通过反复调整网点参数,他们在成本控制和实际生产可行性的基础上,成功使导光板的均光度接近80%。这一数值符合广告灯箱对光照均匀性的高标准要求,确保了视觉效果的一致性和舒适性。 此外,考虑到实际应用中的成本效益,设计师需要在保证导光效果的同时,选择经济且高效的材料和生产工艺。因此,导光板的设计不仅要考虑光学性能,还要兼顾制造成本和工艺难度。 总结来说,大尺寸LED超薄灯箱的导光板设计是一门结合几何光学理论、计算机模拟技术以及工程实践的综合性学科。通过精确的网点设计和合理的光学模拟,可以实现高效率、低成本的导光解决方案,满足现代广告和照明领域的需求。
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激光与光电子学进展
47
,
120801
(
2010
)
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○
C
2010
《中国激光》杂志社
doi
:
10.3788
/
LOP47.120801
大尺寸
犔犈犇
超薄灯箱的导光板设计
尹
杰
邱云峰
刘
桥
王
义
(贵州大学理学院,贵州 贵阳
550025
)
摘要
详细论述了导光板的工作原理以及导光板网点设计的理论。利用几何光学的反射、折射、散射等理论,推导出
了非均匀网点分布公式,设计了一款大尺寸
LED
双侧边缘背光的导光板。利用光学模拟软件建立导光板模型,并进
行了调试仿真。在充分考虑成本和可能性的前提下使得均光度接近
80%
,达到了广告灯箱对均光效果的要求。
关键词
几何光学;导光板;网点分布公式;超薄灯箱;
LED
中图分类号
O702
犗犆犐犛
080.0080220.0220290.0290
文献标识码
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收稿日期:
20100603
;收到修改稿日期:
20100830
基金项目:
2009
年度贵州省工业攻关计划[黔科合
犌犢
字(
2009
)
3008
]资助课题。
作者简介:尹
杰(
1984
—),女,硕士研究生,主要从事电子设计自动化(
犈犇犃
)方面的研究。
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导师简介:刘
桥(
1955
—),男,教授,博士生导师,主要从事电路与系统和微电子材料等方面的研究。
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犾犻狌
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犻犪狅1955
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163.犮狅犿
1
引
言
导光板超薄灯箱以其轻薄精美的外形,出色的均光输出效果,得到了越来越多的商家重视。它安装维护
也较方便,是以荧光管照明的旧式广告灯箱的理想换代产品。导光板作为灯箱的重要组成部分,对出光的均
匀度和亮度起到了决定性作用。在本设计中导光板采用
LED
侧入式照明
[
1
,
2
]
,利用导光板将
LED
光源发出
的侧入光导向正面且均匀输出。一般情况下,侧入式导光只适用于中小尺寸的导光板,随 着尺 寸的 增大,使
得光的均匀性很难达到一致
[
3
]
。本文设计了一款长
1100mm
,宽
400mm
,厚
5mm
的导光 板,经 过多次 实
验,均光度接近
80%
,完全满足广告灯箱的视觉要求。
2
导光板的工作原理
由光学原理可知,光在不同介质传播时将发生折射现象,公式表达形式为:
sin
θ
1
狀
1
=
sin
θ
2
狀
2
,其中
θ
1
为
入射光的角度,
狀
1
为入射介质的折射率,
θ
2
为折射光的角度,
狀
2
为折射介质的折射率。如图
1
所示,一束光以
极限角
90°
射 向 导 光 板 入 光 面,导 光 板 的 材 料 选 用 亚 克 力 板 (
PMMA
),折射率为
1.49
(对 应的 全反 射 角为
42.2°
),入射光在入光面发生折射,使光线与法线成
42.2°
,接着光线到达底面,发生反射,反射光与法线成
47.8°
到达上表面,在上表面发生全反射,继续向前传播
[
4
]
。当光线以小于
90°
的角度射向入射面时,由折射定律可
1208011
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