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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) |KkVt]ZQe9  
    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) 7?F0~[eGG  
    Hm*n ,8_  
    附件为本人尝试建立的模型。 F+}MW/ra@  
    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。 92S<TAdPP  
    (若有犯低级错误,还请大神们帮忙指正) dhV =;'   
    j]kx~  
    疑问点 2!l)% F`  
    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) fRq2sK;+  
            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。 fD V:ueO  
            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。 {@({po  
    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) qex.}[  
    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。 |>d5 6  
    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? $Y>LUZ)b&8  
            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。 I=. 98v%  
    K /. ;N.9  
    希望大家不吝赐教。     tEZ@v(D  
    1、未设渐晕Layout ,I[  
    pOx0f;'G+  
    )6Hc Pso6  
    2、设渐晕后Layout zQ5'q  
    v=@Z,-  
    f%d7?<rw  
    3、未设渐晕SpotDiagram BgUf:PT  
    _0ep[r  
    >^kRIoBkg  
    4、设渐晕后SpotDiagram ax,%07hJ  
    >f74]J=V  
    ]B\H  
    附件: b,~6cDU  
    LED3_ARRAY_question.rar (2 K) 下载次数:25 He~) i)co  
    4IIe1 .{  
     
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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)。 Am{Vtl)i  
    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。 ewvFUD'j  
    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。 ot8UuBq  
    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。 R %aed>zo  
    $!H;,Jxv  
    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)。 Yr)<1.K4,M  
    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。 7TtDI=f  
    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) U6?3 z  
    A$3ll|%j  
    非常感谢您的释疑,看完后我有如下疑惑,还请抽空帮忙看看是否正确~ ]bP1gV(b-  
    w ,*#z  
    追问: .QW@rV:T  
    1、在此设计中(单一 三色 LED 作为 单DLP系统的光源),我是否还有必要增加合色镜 {ui{Yc  
    2、因本附件中的设计,在DMD处的入射光,R/G/B三色相互独立平行,是否存在风险==>如若我的绿光被允许进入DMD,此时我的蓝光因与绿光有偏转角度差,故可能造成蓝光无法完全被投影成像及造成杂光 a)S{9q}%  
    6o.Dgt/f  
          我之所以将RGB三色做成平行光是因为我对DMD的理解: cv5+[;(b  
          DMD需要平行光入射,然后再反射平行光进入投影镜头,再成像。 XUVBD;"f!  
          在DLP微镜理论上均偏转12° on / -12° off 的基础下,若非平行光入射,那么是否会造成原本应该亮 的地方变暗了? 0" F\ V  
    MK.TBv  
    3、我可以用SpotDiagram这种方式来看均匀性么 b5)1\ANq  
    4、我可以理解您第四点的意思。 f"-3'kqo  
    5、对于您所提到的F/#,我不知该如何理解。  G){A&F  
         按论坛中前辈们的经验:DLP照明光路的F/#=1/2sin a (此处DLPa 为12°),故F/#=2.4 (对于此值要如何参考,没有弄明白,仅仅知道这个公式 o&$Of  
         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。 14`S9SL{V  
         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? \E1CQP-  
    .6c Bx  
    疑问好多多,呵呵~ B{K_?ae!  
    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: hdpA& OteR  
    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 KkSv2 3In  
    ....... Me-H'Mp~  
    lrmz'M'  
    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。 ={I(i6  
    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。 v"sN K  
    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。 ~V/?/J$  
    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。 rs@qC>_C0  
    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。 `L"l{^cH  
    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。 (wp?tMN5#  
    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
    +|Mi lwr  
    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)。 nn/_>%Y  
    $,jynRk7q  
    .*L_*}tno  
    如果镜头F#6    那到达DMD的光束就要保证在+- 4.87° 之间,才能保证光效 W4=<hB  
    yV5AVM o  
    以上是个人理解,如果不对 还请各位指出
    离线光杆司令
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    只看该作者 5楼 发表于: 2015-01-23
    回 jccqqqqq 的帖子
    jccqqqqq:
    透镜阵列成像到DMD  在模拟的时候  我会适当的调整DMD的前后位置来保证光效和余量的比例(余量太小不好调整)。
    如果镜头F#6    那到达DMD的光束就要保证在+- 4.87° 之间,才能保证光效 3ws}E6\D  
    ....... 5x; y{qT  
    y~pJ|E  
    前面提到“投影镜头及照明光路需要满足F/#<2.4”,应该是F/#>2.4 6dq*ncNin  
    离线sunguyzain
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    只看该作者 6楼 发表于: 2015-01-31
    3,   通常是靠fly eyes做均勻化,在這設計中沒有 vS|uN(a.P  
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel Q1?G7g]N  
    2、不用vignette 2v6QUf  
    4,  no,影響不大
    离线vinnce007
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    只看该作者 7楼 发表于: 2015-02-02
    回 sunguyzain 的帖子
    sunguyzain:3,   通常是靠fly eyes做均勻化,在這設計中沒有 7B$iM,}.b  
    1、合光是因為led rob 分別在不同channel (L?fYSP!  
    2、不用vignette K YFumR  
    4,  no,影響不大 (2015-01-31 22:01)  g(\FG  
     ? {Lp  
    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  R:98'`X=  
    ....... (2015-01-20 15:22)  >v@R]9  
    5Ya TE<G  
    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 DcA{E8Y  
     (2015-01-23 13:40)  jIwz G+)$P  
    sL|*0,#K  
    缩写形式,大于小于好像都能说通,关键知道意思就行了