红外技术, 2015, 37 (7): 582, 网络出版: 2015-09-08   

用于DLP投影系统的自由曲面TIR准直透镜设计

Design and Simulation of Free-form TIR Collimating Lens Used in DLP Projector System
作者单位
深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
摘要
为了提高 DLP投影照明系统中准直部分的准直度并简化准直光路, 采用一种自由曲面的 TIR透镜作为 DLP投影照明系统的准直器件。首先根据空间斯涅耳定律推导出反射曲面以及透射曲面母线上的点的坐标关系, 并采用迭代的方法使用 Matlab软件计算出母线上各个点的坐标并绘制出曲线图形, 然后利用 Pro/Engineer对 TIR准直透镜进行建模得到 TIR准直透镜的模型。分别用理想点光源和扩展光源进行模拟, 经过 TIR透镜准直后光束发散角在±7°以内, 并根据选用的 DMD芯片和 LED光源选择合适的 TIR透镜参数, 建立 DLP投影照明系统后进行模拟仿真, 最终均匀度达到了 90%, 满足了投影照明系统的需求。
Abstract
In order to improve the collimation efficiency of illumination system of DLP projector and simplify the optical path, a free-form TIR lens is used as the collimating component. The coordinates of profile curve of the transmitting part and total reflecting part are calculated by Matlab according to the Snell’s law and iterative method at first. Then the TIR lens model is established with Pro/E. The ideal point source and surface source are also used to do the simulation. The view angle is collimated to ±7° by the TIR lens. Finally, the suitable parameter of TIR lens is set according to DMD chip and LED source. The final uniformity of DLP illumination is about 90%, which can meet the related standard.

刘雁杰, 惠彬, 李景镇, 丁金妃, 朱天龙. 用于DLP投影系统的自由曲面TIR准直透镜设计[J]. 红外技术, 2015, 37(7): 582. LIU Yan-jie, HUI Bin, LI Jing-zhen, DING Jin-fei, ZHU Tian-long. Design and Simulation of Free-form TIR Collimating Lens Used in DLP Projector System[J]. Infrared Technology, 2015, 37(7): 582.

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