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[求助] [已解决]关于LCD投影物镜的设计问题

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    发表于 2024-7-31 15:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 zllicbs 于 2024-7-31 15:25 编辑

    网上看到基本上都是DMD的投影物镜设计,对于LCD的投影物镜的文献资料比较少,看了很多资料,但是投影这块疑问也还比较多,总结了一下自己的各种疑问,希望有大佬可以帮忙解答一下:
    1.LCD投影物镜设计,需要获取哪些设计指标?(哪些是一定需要公司给到的指标,哪些是可以自己计算出来的)
    2.是否需要考虑场区?看很多文献里没有这个评价,其他一些像质评价的标准分别要达到多少才满足量产要求?
    3.采用逆向设计,像面是LCD,视场是设置物方视场角度吗?这个角度值是公司提供还是需要自己计算?
    4.物面厚度是设置无限还是设置成需要的投影距离?如图,看到有些资料是设置无限物面厚度平行光入射,有的是设置了带值厚度不是平行光入射,哪个才是正确的?平行光的话如何在投影距离屏幕处成像?
    5.孔径类型是设置入瞳直径吗?这个值设置多少怎么确定?如图,看到有的实例上设置孔径类型为入瞳直径,值为F数值,不知道正确否?
    6.投影物镜系统不需要考虑人眼这个光阑,通过人眼成像吗?
    7.孔径光阑的尺寸设置多大?和入瞳直径的设置有关系吗?
    8.如果是变焦投影物镜,不同焦距对应下的投射比,投射尺寸,投射距离是否都会发生变化?不同焦距下,视场角是否也会发生变化,设置的视场要设置成变量吗?
    9.到达像面(LCD)的光线发光角度需要另外用操作数什么的控制吗,还是不用控制,优化好物镜的像质后,直接记录这个发光角度,给到照明设计去匹配这个发光角?
    10.LCD投影物镜玻璃在zemax里一般用什么范围的玻璃型号去模拟?
    11.要确保镜片能加工出来且量产的话,透镜中心厚度和透镜直径关系大概如何?透镜边缘厚度要大于多少?透镜之间中心和边缘焦距要大于多少?
    12.孔径光阑的位置设置在哪里是随意的吗?有看到说孔径光阑有个渐晕问题,这个怎么设置?




    最佳答案
    2024-8-1 10:00
    目前我也是小萌新,也在学习单LCD投影仪知识。用我现在的理解回答一下,错误之处望大家指正:
    1.公司一般会给出投射比,所用投射的液晶屏尺寸,投影仪类型,总长限制,或者有些公司会明确给出光学设计需求。没有给定的需求,可以参照其他标准常用投影仪的光学指标。知道投射比和液晶屏尺寸,其他很多尺寸都可以计算出来了。
    2.七个像差应该都是要看的,只是会做一下均衡。我的理解是优化到接近衍射极限,或者以艾里斑半径为标准,MTF的截止频率计算为1/2p,一般要在30%以上。
    3.我之前看一个资料是用物高来定义,因为投射比知道,可以选定一个固定尺寸进行优化。这个值可以计算出来。
    4.使用了物高就要设置物距。
    5.F数一般也会先选好,所以应该可以用F数确定最好。入瞳直径应该是根据焦距和F数计算得来的。
    6.不需要考虑人眼。
    7.孔径光阑一般不用设置吧,选定了F数和视场那些之后,系统会自动给出。
    8.变焦投影我没有了解。
    9.一般是像方远心光路,所以是需要设置操作数或者控制的,好像可以开启无焦像空间。
    10.这个应该看具体的优化情况,还有考虑到成本。
    11.这里有一个标准你可以看一下。

    12.这个应该也是看具体的设计情况,光阑对像质的提升很重要。所以应该是以提升像质为主。
    以上是我的个人理解,可以跟你互相交流一下。毕竟单LCD投影仪的资料真的很少。如果有实用的资料,希望也和你互相分享交流。

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    发表于 2024-8-1 10:00 | 显示全部楼层    本楼为最佳答案   
    目前我也是小萌新,也在学习单LCD投影仪知识。用我现在的理解回答一下,错误之处望大家指正:
    1.公司一般会给出投射比,所用投射的液晶屏尺寸,投影仪类型,总长限制,或者有些公司会明确给出光学设计需求。没有给定的需求,可以参照其他标准常用投影仪的光学指标。知道投射比和液晶屏尺寸,其他很多尺寸都可以计算出来了。
    2.七个像差应该都是要看的,只是会做一下均衡。我的理解是优化到接近衍射极限,或者以艾里斑半径为标准,MTF的截止频率计算为1/2p,一般要在30%以上。
    3.我之前看一个资料是用物高来定义,因为投射比知道,可以选定一个固定尺寸进行优化。这个值可以计算出来。
    4.使用了物高就要设置物距。
    5.F数一般也会先选好,所以应该可以用F数确定最好。入瞳直径应该是根据焦距和F数计算得来的。
    6.不需要考虑人眼。
    7.孔径光阑一般不用设置吧,选定了F数和视场那些之后,系统会自动给出。
    8.变焦投影我没有了解。
    9.一般是像方远心光路,所以是需要设置操作数或者控制的,好像可以开启无焦像空间。
    10.这个应该看具体的优化情况,还有考虑到成本。
    11.这里有一个标准你可以看一下。

    12.这个应该也是看具体的设计情况,光阑对像质的提升很重要。所以应该是以提升像质为主。
    以上是我的个人理解,可以跟你互相交流一下。毕竟单LCD投影仪的资料真的很少。如果有实用的资料,希望也和你互相分享交流。

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     楼主| 发表于 2024-8-1 10:35 | 显示全部楼层
    本帖最后由 zllicbs 于 2024-8-1 15:48 编辑
    相信光072 发表于 2024-8-1 10:00
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    1.公司一般会 ...

    感谢解答,能否麻烦朋友再帮看下最后一个图例,实例里设置的孔径类型是入瞳直径,单数数值那里却设置了2/5=0.4(这应该是F数的值),是不是实例里设置错了?还有如果公司没给F数也没告知入瞳直径多少,在设计的时候应该怎么设置这个孔径类型的值?
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    发表于 2024-8-1 17:26 | 显示全部楼层
    zllicbs 发表于 2024-8-1 10:35
    感谢解答,能否麻烦朋友再帮看下最后一个图例,实例里设置的孔径类型是入瞳直径,单数数值那里却设置了2/5 ...

    图例里面没有错,f/5的意思就是F数是5,所以2/5就是英寸的入瞳直径,没有问题。对于公司这个给定F数的问题,我现在的公司也没有给,所以是我自己定。
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    发表于 2024-8-6 17:15 | 显示全部楼层
    相信光072 发表于 2024-8-1 10:00
    目前我也是小萌新,也在学习单LCD投影仪知识。用我现在的理解回答一下,错误之处望大家指正:
    1.公司一般会 ...

    请问投影镜头反向设计的话,CRA应该如何确定呢
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    发表于 2024-8-7 10:33 | 显示全部楼层
    Yushi 发表于 2024-8-6 17:15
    请问投影镜头反向设计的话,CRA应该如何确定呢

    你说的是LCD的选择?LCD尺寸是标准的,所以一般LCD也是最先确定的,在根据选定的LCD制定光学指标。不知道你说的CRA是不是这个:光学镜头CRA与SENSOR CRA 匹配关系
    http://www.optzmx.com/thread-2742-1-1.html
    (出处: 吾爱光设)


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