[求助]DLP求助可否选用RGB 3色单LED建模 [复制链接]

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） Qn&^.e9I  
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） &h[}5  
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附件为本人尝试建立的模型。 /hR]aw  
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。 ?LM'5  
（若有犯低级错误，还请大神们帮忙指正） JPKZU<:+V  
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疑问点 bUL9*{>G  
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） )C6 7qY  
        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。 1OS3Gv8jc~  
        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。 <-aI%'?*  
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） yt,;^o^  
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。 8iA(:Tb  
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？ 5nb6k,+E  
        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。 ?!-im*~w  
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希望大家不吝赐教。     l]&)an  
1、未设渐晕Layout hKYPH?b%  
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2、设渐晕后Layout )CQ}LbXZy  
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3、未设渐晕SpotDiagram 4f,x@:Jw  
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4、设渐晕后SpotDiagram GrC")Z|3u  
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附件： gp2)35  
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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)。 g!
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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。 ibyA~YUN/  
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。 Q2Rj0E`  
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。 v'tk:Hm1  
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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)。 0^+W"O  
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。 ?^dyQhb  
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) M<SZ7^9<  

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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~ u%FA.  
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追问： Q8_d]V=X:  
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？ !59q@Mya[  
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。 ?IK[]=!  
%n^]1R#  
      我之所以将RGB三色做成平行光是因为我对DMD的理解： OA_ %%A;o  
      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。 k@?<Aw8_X  
      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？ L(.5:&Y=`  
F J)la9  
3、我可以用SpotDiagram这种方式来看均匀性么？ 2'D2>^os  
4、我可以理解您第四点的意思。 >">-4L17m  
5、对于您所提到的F/#，我不知该如何理解。 .L}ar7  
     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） +U[A.^t  
     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。 m9r X  
     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？ V[~/sc )  
.k}h'nE  
疑问好多多，呵呵~ B{44|aq1|  

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： EjrK.|I0  
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？ ;O+= 6>W  
....... ]v=A}}kS  

4S5U|n  
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。 +87|gC7B  
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。 qx|~H'UuBN  
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。 \I(g70  
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。  Z/RSZ-  
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。 &sJ-&7YZ  
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。 *lc|iq\  
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~

>e>%AMzo[  
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）。 >e^bq/'  
MroN=%|t  
]n}aePl}oU  
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 AO, o|,#4F  
5\V""fH  
以上是个人理解，如果不对 还请各位指出

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 b"uO BB  
....... D'<L6w`  

1~t.2eUG  
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 HdN5zl,q  

3,   通常是靠fly eyes做均勻化，在這設計中沒有 w+/`l*  
1、合光是因為led rob 分別在不同channel sEFQ8S  
2、不用vignette Wk\(jaL%  
4,  no，影響不大

sunguyzain:3,   通常是靠fly eyes做均勻化，在這設計中沒有 j(=w4Sd_W  
1、合光是因為led rob 分別在不同channel I/`"lAFe  
2、不用vignette U05;qKgkDF  
4,  no，影響不大 (2015-01-31 22:01)  Q#\Nhc  

3>KEl^1DB  
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

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 8,U~ p<Gz  
....... (2015-01-20 15:22)  t%:7W[_s  

wW%b~JX  
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

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 X5o*8Bg4M  
 (2015-01-23 13:40)  Zq4%O7%  

N:B<5l '  
缩写形式，大于小于好像都能说通，关键知道意思就行了