| daxingyang |
2020-06-08 18:25 |
關(guān)于微型投影光機(jī)照明光路設(shè)計(jì)—DLP平臺(tái)
經(jīng)常在“光行天下”下載資料和旁觀各位前輩的技術(shù)討論，為了杜絕“白嫖”的嫌疑，這里和大家分享一下微型投影光機(jī)光學(xué)設(shè)計(jì)的一些個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。 NE@P8pQ>
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因?yàn)檎搲嘘P(guān)于鏡頭設(shè)計(jì)的帖子已經(jīng)很多，我不敢班門(mén)弄斧，所以只對(duì)基于DLP平臺(tái)（也就是DMD）的微型投影光機(jī)的照明部分的光學(xué)設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)單的闡述，僅供參考！如果和各位大牛的想法相左，也請(qǐng)輕噴！ h*mKS -TC
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首先，我認(rèn)為微投的光學(xué)設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)板塊：成像光學(xué)設(shè)計(jì)和照明光學(xué)設(shè)計(jì)；而照明光學(xué)設(shè)計(jì)我認(rèn)為主要也分為三個(gè)部分：LED準(zhǔn)直光路，復(fù)眼光路和DMD聚光光路。我通常把LED準(zhǔn)直光路叫“Condensor部分”，復(fù)眼光路就是“Lens Array部分”，DMD聚光光路叫“Relens部分”。而照明光路和成像光路的連接部分通常是棱鏡。這些年常用的棱鏡有“RTIR棱鏡”和“TIR棱鏡”，也有不用棱鏡的，很少。這個(gè)連接部分需要考慮的主要光學(xué)因素是兩者的“F/#”和“主光線角度”。 {5T:7*J
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我習(xí)慣把投影的照明光學(xué)設(shè)計(jì)分成上述三個(gè)部分來(lái)單獨(dú)設(shè)計(jì)，當(dāng)然，在單獨(dú)設(shè)計(jì)前需要首先通過(guò)“光學(xué)擴(kuò)展量”的統(tǒng)籌計(jì)算來(lái)分配光學(xué)參數(shù)。比如每個(gè)部分的出入射光角度和出入射光的光斑尺寸等等，說(shuō)得專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)就是NA值，或者F/#。這個(gè)工作是軟件無(wú)法提供的，需要研究任意一本《幾何光學(xué)》上的光學(xué)理論，這里我要感謝幫助過(guò)我的高老師，前領(lǐng)導(dǎo)CXH，ZY，同事Arther，Cyan，F(xiàn)Y，MHH等等。 /
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當(dāng)我們通過(guò)上述計(jì)算已經(jīng)得到了與設(shè)計(jì)要求的DMD尺寸匹配的LED型號(hào)，有效光學(xué)口徑范圍，有效光程尺寸等參數(shù)之后，接下來(lái)就是各個(gè)擊破了： SsIN@
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1.Condensor部分： T"Nnl(cO_
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通過(guò)上面的圖片可以很容易判斷，目前基于LED光源的微型投影，其光源準(zhǔn)直部分大多采用兩片式，一般是1G+1P，其實(shí)要求很簡(jiǎn)單，就是一句話：在最小的有效光斑口徑下做到輸出盡量小角度的出射光線！做到這個(gè)光學(xué)指標(biāo)之后，其余的大部分工作就是機(jī)械問(wèn)題，比如：鏡片尺寸是否合理？鏡片材料是否便宜，好加工？鏡片的形狀是否好加工？非球面鏡片的面型是否好開(kāi)模？非球面鏡片的面型是否敏感？鏡片的鍍膜是否穩(wěn)定？等等。 Wp= &nh
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2.Relens部分： ;BEX|w xn
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這個(gè)部分相對(duì)于Condensor部分就難一些了。首先就體現(xiàn)在你用什么棱鏡，“TIR”還是“RTIR”？然后就是要用“序列模式”還是“非序列模式”？如果是“序列模式”，那要了解“反射面設(shè)置”，“鏡片的偏心設(shè)置”，“鏡片的傾斜設(shè)置”等等，然后需要記住“坐標(biāo)斷點(diǎn)”的邏輯關(guān)系，不要弄錯(cuò)了�；镜脑O(shè)計(jì)框架可以參考“廣景”“安華”“揚(yáng)明”等微投影公司的，目前來(lái)看，這十年變化不是很大。 p/jAr+XM
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