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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) -HZvz[u  
    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) tz1iabZ{  
    'V 1QuSd  
    附件为本人尝试建立的模型。 3<m"z9$  
    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。 RBt"7'  
    (若有犯低级错误,还请大神们帮忙指正) Wf0ui1@  
    o \b8lwA,  
    疑问点 =;dupz\7  
    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) ^tc@bsUF  
            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。 OR1XQij  
            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。  PovPO  
    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) Z%(aBz7Et  
    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。 j#-ZL-N  
    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? D~NH 4B  
            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。 FT`y3 ~  
    +r4US or  
    希望大家不吝赐教。     [rqq*_eB  
    1、未设渐晕Layout (zk'i13#6  
    9e=F  
    |= N8X  
    2、设渐晕后Layout WQiEQ>6(t(  
    kl3#&>e  
    Yfxc$ub  
    3、未设渐晕SpotDiagram @iC!Q>D  
    ^a<=@0|  
    |=jgrm1yj  
    4、设渐晕后SpotDiagram N<"_5  
    L G{N  
    Zm&Zz^s  
    附件: [gIStKe  
    LED3_ARRAY_question.rar (2 K) 下载次数:25 t!D=oBCro  
    mQ VduG  
     
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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)。 V %Y.N4H  
    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。 ]y-r I  
    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。 N|1J@"H  
    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。 PCt&66F   
    P,I3E?! j  
    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)。 EkXns%][L  
    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。 (VBoZP=W  
    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) hnE@+(d=qJ  
    1s!hl{n<~  
    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~ m0=CD  
    LX*T<|c`'  
    追问: wXNFL9F8  
    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 K 7YpGGd5  
    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 6PJ0iten  
    u!{P{C  
          我之所以将RGB三色做成平行光是因为我对DMD的理解: r,yhc =  
          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。 fyQAQZT  
          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? m"+9[d_u  
    dVCBpCxI  
    3、我可以用SpotDiagram这种方式来看均匀性么 ~>#=$#V   
    4、我可以理解您第四点的意思。 ^dqyX(  
    5、对于您所提到的F/#,我不知该如何理解。 .F 3v)  
         按论坛中前辈们的经验:DLP照明光路的F/#=1/2sin a (此处DLPa 为12°),故F/#=2.4 (对于此值要如何参考,没有弄明白,仅仅知道这个公式 .&}}ro48  
         故此帖中的附件的出瞳直径约39.8mm,仅仅是将STOP面设置在DMD处,然后观察光点分布而来,并没有更大目标的优化~初学摸索中,还请见谅。 %)q5hB  
         而我的投影镜头F/#约为6(因入瞳直径已固定),那么这两者的F/#有何关联呢? N],A&}30  
    (Ptv#LSUX  
    疑问好多多,呵呵~ UyK|KL  
    离线光杆司令
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    只看该作者 3楼 发表于: 2015-01-09
    Re:
    vinnce007:
    非常感谢您的释疑,看完后我有如下疑惑,还请抽空帮忙看看是否正确~
    追问: R2u[IVZW:-  
    1、在此设计中(单一 三色 LED 作为 单DLP系统的光源),我是否还有必要增加合色镜 C{Aeud #5  
    ....... 8]2S'm xE  
    G ytI_an8  
    1、你说的是“三基色LED”吗?如果是就不需要合色镜,一个单通道的光路即可,如你帖子图示光路。 }54\NSj0  
    2、这与前面问题四是同一个问题吗?详述一下,照在DMD相同点的不同角度的色光被微镜反会成理想复色弥散的像点(按投影镜头设计顺序应该是是投影面上物点),前提是校正了镜头单色像差,并校正了色差。这是DMD投影的方式,这个方式与设计(由投影面到DMD反射面的像面缩小的顺序更好描述像差和校正像差)的顺序相反。 d![EnkyL;  
    另外DMD并不一定需要“平行光”才行,只要入射到DMD微镜上的光锥角合适就可以。这与12°相关,也间接和F/#有关。你可以查阅TI的关于DMD几何光学的文档。当然,所谓的亮暗也不会有问题,这和DMD的照明均匀度及投影系统设计有关。 ScM2_k`D  
    3、通常,序列模式里,并不能通过点列图看均匀性。但是对于现在讨论的LED,如果你设置正确,并且使用了lenslets作为积分器匀光,那么恭喜你,你可以通过点列图看均匀性。但是点列图分别给出了各个视场的光线分布,而不是它们的和。所以将所有视场(视场越多越好)的结果叠加就是光照实际效果。这就与非序列模式的对每条光线追迹得到每个pixel的光能量/照度分布的原理(积分)一致。其实在序列模式里,你可以使用Geometric image analysis分析均匀度及照明效率。当然,非序列分析更准确。 }$g5:k!  
    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。 % J+'7'g  
    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。 zif()i   
    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
     (lt/ t  
    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)。 PJkEBdM.  
    J*$ !^\s  
    >Q"eaJxE!l  
    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 NhpGa@[D  
    /R F#B#9  
    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 TC J\@|yw  
    ....... .RoO 6:T6  
    ?Yz.tg  
    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 vC+mC4~/(  
    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 b%T-nY2  
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel l.b  
    2、不用vignette QAcvv 0Hv  
    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 gxt2Mq;q~}  
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel a$;+-Y  
    2、不用vignette I+u=H2][2  
    4,  no,影響不大 (2015-01-31 22:01)  TpMfk7-  
    Z<ke!H  
    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 TXrC5AJx  
    ....... (2015-01-20 15:22)  s'/.ea V_  
    +.>O%pNj  
    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 pw(`+x]  
     (2015-01-23 13:40)  />f`X+d  
    Z?v9ub~%  
    缩写形式,大于小于好像都能说通,关键知道意思就行了