用于DLP投影系统的自由曲面TIR准直透镜设计

刘雁杰; 惠彬; 李景镇; 丁金妃; 朱天龙

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

论文大纲

刘雁杰 ^*惠彬李景镇丁金妃朱天龙

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

自由曲面投影照明准直透镜光学设计 free-form surface DLP DLP projector illumination collimating lens optical design

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.

参考文献

[1] 田文超, 贾建援. DMD及DLP显示技术[J]. 仪器仪表学报, 2005, 26(8): 358-359.

[2] YU X J, HO Y L,T AN L, et al. LED-based projection systems[J]. Display Technology, 2007, 3(3): 295-303.

[3] 刘祖明, 黎小桃. LED 照明设计与应用[M]. 2 版. 北京: 电子工业出版社, 2014: 2-6.

[4] 刘旖, 林祖伦, 祁康成, 等. 基于 LED光源的单片式 DLP照明系统设计[J].光电工程, 2011, 28(9): 99-103.

[5] 赵星, 吴宏超, 宋丽培, 等. 微型投影机自由曲面 LED聚光器的设计 [J].光学精密工程, 2010, 18(10): 2123-2129.

[6] 芮大为. LED微型投影光源的二次光学设计[D].成都: 电子科技大学, 2012.

[7] 顾国超, 刘洪波, 陈家奇, 等. 基于 Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造[J].中国光学, 2014, 7(5): 823-829

[8] 李晓彤, 岑兆丰. 几何光学, 相差, 光学设计 [M]. 杭州: 浙江大学出版社, 2009: 6.

[9] 魏葰, 贾宏志. 超高亮度 LED微型投影仪照明系统设计 [J].光学仪器, 2011, 33(3): 62-66.

[10] ZHAO X, FANG Z L, CUI J C, et al. Illumination system using LED sources for pocket-size projectors[J]. Appl Opt, 2007, 46(4): 522-526.

[11] Giel B V, Meuret Y, Thienpont H. Using a fly’s eye integrator in efficient illumination engines with multiple light-emitting diode light sources[J]. Opt Eng, 2007, 46(4): 013001-1—013001-6.

[12] Pan J W, Wang C M, Lan H C, et al. Homogenized LED-illumination using micro-lens arrays for a pocket-sized projector[J]. OPTICS EXPRESS, 2007, 15(17): 10483-10491.

[13] 刘旖. 微投影仪的照明光路设计 [D].成都: 电子科技大学, 2012: 23-33.

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.

用于DLP投影系统的自由曲面TIR准直透镜设计

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

用于DLP投影系统的自由曲面TIR准直透镜设计

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索