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    [求助]DLP求助可否选用RGB 3色单LED建模 [复制链接]

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    离线vinnce007
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2015-01-09
    刚开始接触投影系统:单DLP投影系统,希望能采用单个3色LED作为光源照明(不考虑照度的情况下,仅探讨可行性) PTj&3`v  
    查阅网上很多资料都是采用多个LED照明(似乎是因为照度的问题) xLx]_R()  
    Q X%&~  
    附件为本人尝试建立的模型。 *b]; |n{  
    由于本人暂未学习ZEMAX中非序列的使用方法,无法做出完整正确的照明分析评价,仅尝试用序列模式中的SpotDiagram来观察DLP处的光点均匀性。 < })'Y~i  
    (若有犯低级错误,还请大神们帮忙指正) _'#x^D  
    a ^%"7Ri  
    疑问点 hR.@b*q?R  
    一、目前所能查到的投影系统中均有合色镜,其主要作用真的是合色吗?(用R/G/B合成为白光) ^B+!N;  
            曾尝试采用白光LED照明DLP,但其影像显示灰白色,并非彩色,故有此质疑。 @^uH`mc  
            个人理解:合色镜在合色的同时,更主要的是校正不同色光入射DLP的角度。因DLP只在固定角度入射的光才能被投影物镜投射出来。 o=nsy]'&  
    二、在光路的汇聚上,会有部分光线打在DLP外围,在优化时,是否应该打开渐晕?(此模型是以未开渐晕时的SpotDiagram为参考) Xt#1Qs  
    三、增加的2个LensLets 是为了增加光照均匀性,同时避免光源成像在DLP上。 '?({;/L  
    四、因为未加入合色镜,故RGB入射DLP的光线角度有差异,请问如此是否合理? %Ts PyiYl  
            若不合理,那是否按疑问点一中本人理解,则此系统需要以最后RGB三色平行入射DLP为主来重新设计。 x"~~l  
    f  nI|  
    希望大家不吝赐教。     IEyL];K  
    1、未设渐晕Layout 1 E22R  
    3QpYmX<E  
    DS<  }@  
    2、设渐晕后Layout ]^6c8sgnR  
    {aM<{_v  
    T 6~_Q}6  
    3、未设渐晕SpotDiagram UQ4% Xp  
    Pzb|t+"$  
    Rar"B*b;$  
    4、设渐晕后SpotDiagram +kFxi2L6  
    mA{~Pp Sb  
    ;>mCalwj  
    附件: mXXt'_"  
    LED3_ARRAY_question.rar (2 K) 下载次数:25 8| $3OVS  
    Oez>X=Xf  
     
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    离线光杆司令
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    只看该作者 1楼 发表于: 2015-01-09
    一、合色镜(dichroic filter)的确用于合色,只是基于时序控制,所以光路同时打开显示白色或者灰色是合理的(R+G+B=W)。 ]f1{n  
    二、渐晕需要根据DMD上光照的均匀度及F/#值合理控制,另外还可以控制杂散光。 r0m*5rd1  
    三、Lenslets主要用于匀光,是否成像在DMD上,视具体情况而定,高老师曾提出成像位置应该略后于DMD微镜面。 &Ni`e<mP  
    四、我的理解,角度差异没关系,只要光束使DMD均匀照明并且满足成像要求,相当于相同物点不同视场角的光线成像,投影出来的图像没有问题。  ;vb8G$  
    )TmHhNo  
    离线vinnce007
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    只看该作者 2楼 发表于: 2015-01-09
    回 光杆司令 的帖子
    光杆司令:一、合色镜(dichroic filter)的确用于合色,只是基于时序控制,所以光路同时打开显示白色或者灰色是合理的(R+G+B=W)。 x3rlJs`$;  
    二、渐晕需要根据DMD上光照的均匀度及F/#值合理控制,另外还可以控制杂散光。 %Qmk2  
    三、Lenslets主要用于匀光,是否成像在DMD上,视具体情况而定,高老师曾提出成像 .. (2015-01-09 13:26) 6:% L![FX  
    A6oq.I0  
    非常感谢您的释疑,看完后我有如下疑惑,还请抽空帮忙看看是否正确~ }KD;0t4  
    b~BIz95  
    追问: K 0hu:1l)  
    1、在此设计中(单一 三色 LED 作为 单DLP系统的光源),我是否还有必要增加合色镜 ~}ET?Q7t  
    2、因本附件中的设计,在DMD处的入射光,R/G/B三色相互独立平行,是否存在风险==>如若我的绿光被允许进入DMD,此时我的蓝光因与绿光有偏转角度差,故可能造成蓝光无法完全被投影成像及造成杂光 >*$;  
    >h+349  
          我之所以将RGB三色做成平行光是因为我对DMD的理解: `m.eM  
          DMD需要平行光入射,然后再反射平行光进入投影镜头,再成像。 oQ=>'w  
          在DLP微镜理论上均偏转12° on / -12° off 的基础下,若非平行光入射,那么是否会造成原本应该亮 的地方变暗了? B??J@+Nf  
    v_<2H' *Q  
    3、我可以用SpotDiagram这种方式来看均匀性么 )f dE6  
    4、我可以理解您第四点的意思。 Qo =Kqv  
    5、对于您所提到的F/#,我不知该如何理解。 $W;b{H=F  
         按论坛中前辈们的经验:DLP照明光路的F/#=1/2sin a (此处DLPa 为12°),故F/#=2.4 (对于此值要如何参考,没有弄明白,仅仅知道这个公式 I\ | N  
         故此帖中的附件的出瞳直径约39.8mm,仅仅是将STOP面设置在DMD处,然后观察光点分布而来,并没有更大目标的优化~初学摸索中,还请见谅。 ^h &I H|  
         而我的投影镜头F/#约为6(因入瞳直径已固定),那么这两者的F/#有何关联呢? iBudmT8  
    xug)aE  
    疑问好多多,呵呵~ pG"5!42M!  
    离线光杆司令
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    只看该作者 3楼 发表于: 2015-01-09
    Re:
    vinnce007:
    非常感谢您的释疑,看完后我有如下疑惑,还请抽空帮忙看看是否正确~
    追问: !.fw,!}hOD  
    1、在此设计中(单一 三色 LED 作为 单DLP系统的光源),我是否还有必要增加合色镜 6@4n'w{"  
    ....... !PUp>(  
    rn.\tDeA  
    1、你说的是“三基色LED”吗?如果是就不需要合色镜,一个单通道的光路即可,如你帖子图示光路。 Y@F  
    2、这与前面问题四是同一个问题吗?详述一下,照在DMD相同点的不同角度的色光被微镜反会成理想复色弥散的像点(按投影镜头设计顺序应该是是投影面上物点),前提是校正了镜头单色像差,并校正了色差。这是DMD投影的方式,这个方式与设计(由投影面到DMD反射面的像面缩小的顺序更好描述像差和校正像差)的顺序相反。 lu UYo  
    另外DMD并不一定需要“平行光”才行,只要入射到DMD微镜上的光锥角合适就可以。这与12°相关,也间接和F/#有关。你可以查阅TI的关于DMD几何光学的文档。当然,所谓的亮暗也不会有问题,这和DMD的照明均匀度及投影系统设计有关。 2Ohp]G  
    3、通常,序列模式里,并不能通过点列图看均匀性。但是对于现在讨论的LED,如果你设置正确,并且使用了lenslets作为积分器匀光,那么恭喜你,你可以通过点列图看均匀性。但是点列图分别给出了各个视场的光线分布,而不是它们的和。所以将所有视场(视场越多越好)的结果叠加就是光照实际效果。这就与非序列模式的对每条光线追迹得到每个pixel的光能量/照度分布的原理(积分)一致。其实在序列模式里,你可以使用Geometric image analysis分析均匀度及照明效率。当然,非序列分析更准确。 +?`b=6e(`  
    4、你没理解吧,我也希望理解更透彻的同仁确认一下我的分析是否合理。 ! d9AG|  
    5、F/#是我的知识盲点。但对12度倾斜而言,F/#=2.4是上限,投影镜头及照明光路需要满足F/#<2.4,不然至少会导致ON光路与FLAT光路重叠,整个系统设计失败。 'PdmI<eXQ  
    以上只是我个人的理解,可能有不正确的地方,希望各位指正~
    [ 此帖被光杆司令在2015-01-09 22:12重新编辑 ]
    离线jccqqqqq
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    只看该作者 4楼 发表于: 2015-01-20
    f1+qXMs  
    透镜阵列成像到DMD  在模拟的时候  我会适当的调整DMD的前后位置来保证光效和余量的比例(余量太小不好调整)。 xQt 3[(Z  
    &:?e&  
    'zgvQMu  
    如果镜头F#6    那到达DMD的光束就要保证在+- 4.87° 之间,才能保证光效 |Svk^mq  
    w!q&  
    以上是个人理解,如果不对 还请各位指出
    离线光杆司令
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    只看该作者 5楼 发表于: 2015-01-23
    回 jccqqqqq 的帖子
    jccqqqqq:
    透镜阵列成像到DMD  在模拟的时候  我会适当的调整DMD的前后位置来保证光效和余量的比例(余量太小不好调整)。
    如果镜头F#6    那到达DMD的光束就要保证在+- 4.87° 之间,才能保证光效  1KJZWZy  
    ....... +sn2Lw!^  
    uZ[/%GTX{)  
    前面提到“投影镜头及照明光路需要满足F/#<2.4”,应该是F/#>2.4 />Jm Rdf  
    离线sunguyzain
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    只看该作者 6楼 发表于: 2015-01-31
    3,   通常是靠fly eyes做均勻化,在這設計中沒有 4I.1D2 1jA  
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel 8m7eaZ  
    2、不用vignette Zi3T~:0p:  
    4,  no,影響不大
    离线vinnce007
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    只看该作者 7楼 发表于: 2015-02-02
    回 sunguyzain 的帖子
    sunguyzain:3,   通常是靠fly eyes做均勻化,在這設計中沒有 w=5   
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel ~r PYJ  
    2、不用vignette To">DOt  
    4,  no,影響不大 (2015-01-31 22:01)  |""=)-5N  
    >kZ6f4  
    非常感谢您的回复,其中第三点,我的设计中是含有2片fly eyes的~呵呵
    离线vinnce007
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    只看该作者 8楼 发表于: 2015-02-02
    回 jccqqqqq 的帖子
    jccqqqqq:透镜阵列成像到DMD  在模拟的时候  我会适当的调整DMD的前后位置来保证光效和余量的比例(余量太小不好调整)。
    如果镜头F#6    那到达DMD的光束就要保证在+- 4.87° 之间,才能保证光效 .N/GfR`0/<  
    ....... (2015-01-20 15:22)  /8=:qIJYA  
    sTt9'P`  
    谢谢您的释疑,最近在琢磨成像的部分,照明部分需求尽量能采用LCOS&DLP共用的结构~不知是否可行。呵呵
    离线jccqqqqq
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    只看该作者 9楼 发表于: 2015-02-02
    回 光杆司令 的帖子
    光杆司令:前面提到“投影镜头及照明光路需要满足F/#<2.4”,应该是F/#>2.4 mw:3q6  
     (2015-01-23 13:40)  'u4}t5Bu5  
    3Qqnw{*  
    缩写形式,大于小于好像都能说通,关键知道意思就行了