一种具有均匀照度的led线性光源的结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种具有均匀照度的LED线性光源的结构，特别涉及一种具有均 匀照度的LED发光二极管线光源，应用于液晶显示面板。
【背景技术】
[0002] LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为 12-24流明/瓦，荧光灯50~70流明/瓦，钠灯90~140流明/瓦，大部分的耗电变成热 量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无 需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的 将来其发光效率将有更大的提高。作为液晶显示器光源的背光装置，根据光源的位置主要 分为2种方式：直下型和边缘型。在直下型背光中，光源位于液晶显示面板（IXD Panel)的 正下方，光直接照射到液晶面板上，由于可使用的灯管数量较多，容易获得很高的亮度，一 般用于亮度需求较高的TV模块中；而边缘型背光的光源位于导光板（light guide plate) 的侧边，通过导光板将侧边处光源的光导入到内部，经过全反射以及导光板底部网点的散 射，光从导光板的上表面射出，进而为液晶显示面板提供亮度均一的面光源，由于使用的 灯光数量越多，导光板将越厚重，通常单侧最多使用3支灯管作为光源，因此可以达到的 亮度有限，通常在亮度要求一般以及厚度要求较高的Monitor和Notebook模块中使用。
[0003] 随着LED光源的不断发展，LED光源的发光效率不断提高，并出现了高亮度高功率 的LED光源。因此背光装置中不再需要大量的LED光源，目前最新的技术表明数十颗LED 光源就能达到所需的亮度。但在解决LED线光源亮度问题的同时，衍生出来光照亮度的相 对不均匀性的问题，此问题会很大程度上影响图像的质量，从而影响检测结果的输出。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种具有均匀照度的LED线性光源的结构，其结构简单 紧凑，功耗和成本低，通过对多组LED光源的分段排列从而得到均匀的照度，大大削弱了使 用少量LED所引起的照度不均匀的现象，改善了图像的质量。
[0005] 本实用新型的技术方案是这样实现的：一种具有均匀照度的LED线性光源的结 构，其特征在于：顶层散热片布置在中间件顶面，中间件底面布置中层散热片和底层散热 片，中层散热片两端连接挡板，LED线光源组布置在中间件与中层散热片之间，LED线光源 组由50颗LED发光二极管组成，50颗LED发光二极管分成8组，LED线光源组的两端的两 组为4颗LED发光二极管一组，中间6组分配7颗LED发光二极管一组，LED线光源组通过 驱动器对LED发光二极管进行分段控制；顶层散热片、中间件、中层散热片和底层散热片通 过连接件固定连接，通过连接件固定后两端布置反光板，LED线光源组底面也布置有底层反 光板。
[0006] 本实用新型的积极效果是其LED线光源通过分段控制，并且在控制模块加入了 自适应控制算法，大大削弱了使用少量LED所引起的照度不均匀的现象，通过实际测量， 该LED线光源在工作距离等于5cm情况下的最大光照强度达到了 247001ux，均匀度为 ±7501ux，具有结构简单紧凑，功耗和成本低的优点。
【附图说明】
[0007] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0008] 图2为本实用新型的控制系统结构图。
[0009] 图3为本实用新型的控制算法结构图。
[0010] 图4为工作距离为5cm，电流为1A时的光源测试结果图。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明：如图1所示，一种具有均匀照度的LED 线性光源的结构，其特征在于：顶层散热片1布置在中间件9顶面，中间件9底面布置中层 散热片6和底层散热片5,中层散热片6两端连接挡板3, LED线光源组4布置在中间件9与 中层散热片6之间，LED线光源组4由50颗LED发光二极管组成，50颗LED发光二极管分 成8组，LED线光源组4的两端的两组为4颗LED发光二极管一组，中间6组分配7颗LED 发光二极管一组，LED线光源组4通过驱动器对LED发光二极管进行分段控制；顶层散热片 1、中间件9、中层散热片6和底层散热片5通过连接件8固定连接，通过连接件8固定后两 端布置反光板2, LED线光源组4底面也布置有底层反光板7。
[0012] LED线性光源进行分段处理，通过分段控制并且在控制模块加入了自适应控制算 法，大大削弱了使用少量LED所引起的照度不均匀的现象。
[0013] 如图1所示，本发明的LED线性光源在工作距离为5cm时最大光照强度达到了 247001ux，均匀度为 ±7501ux。
[0014] 控制器部分由USB接口芯片和复杂可编程逻辑器件CPLD组成。
[0015] 通过PC将数据传输给USB接口芯片，如图2所示，通过USB接口芯片将数据传输 到复杂可编程逻辑器件CPLD上，最终将数据传输到驱动板上，该驱动板能够实现8路LED 的驱动，每一路LED驱动的驱动电流由DA控制，由于DA控制线较长，所以采用差分传输的 方式，数据通过差分输出，最终将数据传输到DA芯片上，对8路LED单独进行控制。
[0016] 控制模块采用自适应控制算法中的最小均方误差算法（LMS)，控制算法结构如图 3所示。用非线性对象传递函数的逆作为控制器去驱动对象，因为对象是未知的，这就要先 辨识出对象的逆，并用某一种自适应算法调节控制器参数使得对象输出与指令输入误差方 差最小。这样非线性对象输出就跟上指令输入。
[0017] 最小均方误差算法（LMS)是一种用瞬时值估计梯度矢量的方法，即
[0019] 按照自适应滤波器滤波系数矢量的变化与梯度矢量估计的方向之间的关系，可以 写出LMS算法调整滤波器系数的公式如下所示：
[0021] 上式中的为步长因子。：值越大，算法收敛越快，但稳态误差也越大；#:值 9.· · i i 越小，算法收敛越慢，但稳态误差也越小。为保证算法稳态收敛。为保证算法稳态收敛，应 使//在一下范围取值：
[0023] 为了对付LMS运算量大的问题，在LMS基础上提出了块处理LMS(BLMS)。它与LMS 算法不同的是：LMS算法是每来一个米样点就调整一次滤波器权值；而BLMS算法是每K米 样点才对滤波器的权值更新一次。这样BLMS算法的运算量就比LMS的运算量要小得多，但 它的收敛速度却与LMS算法相同，具体算法如下：
[0024] 由（2)式可以推出
[0026] 将（3 )式代入（2 )式可得
[0028] 图4为电流为1A时，实际测量的各区域光照强度曲线。通过该曲线可以看出，该 线光源的最大光照强度达到了 247001UX，均匀度为±7501ux。
[0029] 显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说，在上述的说明的基础之上还可以做出其它不同形式的 变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申的显而易见的变 化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种具有均匀照度的LED线性光源的结构，其特征在于：顶层散热片布置在中间件 顶面，中间件底面布置中层散热片和底层散热片，中层散热片两端连接挡板，LED线光源组 布置在中间件与中层散热片之间，LED线光源组由50颗LED发光二极管组成，50颗LED发 光二极管分成8组，LED线光源组的两端的两组为4颗LED发光二极管一组，中间6组分配 7颗LED发光二极管一组，LED线光源组通过驱动器对LED发光二极管进行分段控制；顶层 散热片、中间件、中层散热片和底层散热片通过连接件固定连接，通过连接件固定后两端布 置反光板，LED线光源组底面也布置有底层反光板。
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有均匀照度的LED线性光源的结构，其特征在于：顶层散热片布置在中间件顶面，中间件底面布置中层散热片和底层散热片，中层散热片两端连接挡板，LED线光源组布置在中间件与中层散热片之间；顶层散热片、中间件、中层散热片和底层散热片通过连接件固定连接，通过连接件固定后两端布置反光板，LED线光源组底面也布置有底层反光板。其结构简单紧凑，功耗和成本低，通过对多组LED光源的分段排列从而得到均匀的照度，大大削弱了使用少量LED所引起的照度不均匀的现象，改善了图像的质量。
【IPC分类】F21V7/00, F21V29/74, F21V23/00, F21S4/00, F21V19/00, F21Y103/00, F21Y115/10
【公开号】CN205191311
【申请号】CN201520866695
【发明人】刘立峰, 黄洋, 孙博, 王婧媛, 邓岩, 郑权
【申请人】长春新产业光电技术有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月3日