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  • 如何模擬照明均勻的復眼透鏡陣列

    作者:Zemax China 來源:投稿 時間:2019-06-06 18:28 閱讀:6428 [投稿]
    復眼透鏡陣列是照明系統中非常有用的光學元件,它可以用來生成均勻的輻照度分布。本文結合數字投影儀的設計案例,介紹了復眼空間光積分器 (Fly`s eye spatial light integrator) 的設計方法。

    概述

    復眼透鏡陣列是照明系統中非常有用的光學元件,它可以用來生成均勻的輻照度分布。本文結合數字投影儀的設計案例,介紹了復眼空間光積分器 (Fly`s eye spatial light integrator) 的設計方法。

    介紹

    在數字投影儀的設計過程中,如果我們想要顯示一張靜止或動態的圖片,我們需要圖片可以被均勻的照明并呈現在屏幕上。為了實現均勻照明畫面,我們需要將空間光調制器,例如液晶顯示器被均勻的照明。通常情況下,光源的輻照度分布通常為高斯分布,因此無法直接均勻的照明空間光調制器。我們必須對輻照度分布進行“去高斯化”,將非均勻的分布變為均勻分布。其中一個方法是使用一組復眼透鏡陣列空間光積分器。在這篇文章中,我們將具體展示如何使用它實現這一目標。

    復眼透鏡陣列

    復眼透鏡陣列是由多個獨立的光學元件組成的二維陣列,其中也可以將多個光學元件制成一個整體。它可以將照明平面上非均勻的輻照度分布轉換為均勻分布。在數字投影系統中,復眼透鏡經常用于連接從燈泡及其拋物線型反光杯發出的半準直入射光。在目前的應用中,他們主要用于數字液晶投影儀的照明引擎中,為空間光調制器提供均勻輻照度分布的照明平面。


    如上圖所示為復眼透鏡陣列,該圖片由In Vision公司提供。陣列中每個獨立的光學元件的輪廓可以是方形或矩形的,并且每個光學元件的外形可以為球面或非球面(例如X和Y方向光焦度不同的情況)。通常情況下,陣列中的光學元件只在一個表面上有光焦度,另一個表面通常為平面。

    如果想要在OpticStudio中模擬該元件,最簡單的方式是使用透鏡陣列1 (Lenslet Array 1) 物體(也可以使用透鏡陣列2 (Lenslet Array 2) 物體)。透鏡陣列1物體由矩形體陣列組成,每個單元的前表面為平面,后表面可由用戶自定義為曲面表面。陣列的表面可以為平面、球面、圓錐面或多項式表示的非球面,也可以為球面、圓錐面或多項式非球面系數表示的柱面。該物體類型的定義方式非常靈活,并且我們可以對陣列中每個元件的實際形狀進行優化。


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    文章點評

    李琦:對于這個文章我有幾個問題: 1 仿真的時候探測器的參數必須與實際探測器參數相同嗎?不同的話會不會與實際情況有誤差?相同的話很難用有限光線模擬出真實值 2 是否可以用smoothing,設置為多少不會與真實值有誤差 求告知指點一下,謝謝!(06-08)

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