车载HUD投影仪照明自由曲面透镜设计

发布时间：2024-04-15 05:37

　　LED以其体积小、亮度高、功耗低、寿命长、节能环保等优势,逐渐取代白炽灯、卤素灯等传统光源,成为第四代照明光源。随着LED光源的发光效率不断提高,使其逐渐应用到投影照明领域。但是与传统光源相比,LED光源的光束发散角较大,未经二次配光的LED光源不仅无法达到特定照明要求,还会造成大量光能损失。因此,为了提高LED光源的光能利用率并达到特定照明要求,需要对其进行二次配光。本文根据非成像光学理论设计了三款LED自由曲面透镜,用于车载HUD投影仪中实现对LCD显示芯片的均匀矩形光斑照明。与利用成像光学原理实现矩形光斑照明的传统投影照明系统相比,具有体积小,所需光学元件少的优点。且所设计的透镜满足了车载HUD投影仪的要求:在距离LED光源50mm内的LCD显示芯片上得到均匀度大于90%的矩形光斑,并且矩形光斑的尺寸和LCD显示芯片的尺寸相同。进一步阐述了自由曲面配光元件对于实现照明系统小型化方面的应用。且所设计的透镜结构均可加工得到实际产品。首先,本论文对LED光源的特点,传统照明系统,自由曲面配光设计方法以及非成像光学理论做了详细的阐述。其次,基于非成像光学理论设计紧凑型LED自由曲面透镜。...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1投影系统光学引擎示意图

型投影仪中的照明系统[10,11]，使这些投影产品相对于原来结构更小巧，能利用率有待于提高，系统结构有待于进一步减小。本文根据非成像光学理论，设计了三种基于LED自由曲面透镜的投影照实现了对车载HUD投影仪中LCD显示芯片的均匀照明，进一步阐述了二次配光元件在实现照....

图1.2车载HUD投影仪将信息投射到挡风玻璃前Figure1.2HUDprojectorprojectsinformationtothefrontofwindshield

图1.2车载HUD投影仪将信息投射到挡风玻璃前Figure1.2HUDprojectorprojectsinformationtothefrontofwindshield1.3传统照明系统介绍投影系统中照明系统为主要部分之一，其性能的好坏决定目标面上....

图1.3临界照明原理图

图1.3临界照明原理图Figure1.3Schematicofcriticalilluminationprinciple.2柯勒照明系统为了提升物面的照度均匀度，通常采用柯勒照明系统，如图1.4所示。光的光经过柯勒镜成像于聚光镜前焦平面的视场光阑上，然后，聚....

图1.4柯勒照明原理图

图1.3临界照明原理图Figure1.3Schematicofcriticalilluminationprinciple.3.2柯勒照明系统为了提升物面的照度均匀度，通常采用柯勒照明系统，如图1.4所示。光源的光经过柯勒镜成像于聚光镜前焦平面的视场光阑上，然....

本文编号：3955815