当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

用于头显液晶像源LED背光的双自由曲面透镜阵列设计

发布时间:2018-08-13 20:08
【摘要】:发光二极管(LED)已经成为头盔显示器液晶像源主流背光源。LED发散角较大,大量的光线无法得到有效利用而造成能量的浪费,故需要对LED进行二次光学设计以有效提高光效。背光包括由若干个LED组成的阵列。对单个LED设计了双曲面透镜,形成了8 mm直径的均匀圆形光斑。对单个透镜进行切割,以形成矩形光斑。但由于切割面的全反射,矩形面积内存在亮斑。对透镜进行了优化设计,获得了亮度均匀的矩形光斑。4个矩形透镜拼接成透镜阵列。为消除杂散光斑,对透镜再次进行了优化设计。根据设计结果加工了透镜阵列并对背光进行了实际测试。测试结果表明:和传统背光结构相比,采用两层扩散膜和透镜阵列后,背光亮度提高了96.4%,非均匀性由23.8%略提高到23.1%,半亮度视角由39°降低到23°。满足头盔显示器液晶像源背光的要求。
[Abstract]:Light emitting diode (LED) has become the mainstream backlight of head-mounted display liquid crystal image source. The divergence angle of LED is large, and a large amount of light can not be used effectively, which results in waste of energy. Therefore, the secondary optical design of LED is needed to improve the light efficiency effectively. Backlight consists of an array of several LED. A hyperboloid lens is designed for a single LED to form a uniform circular spot with a diameter of 8 mm. A single lens is cut to form a rectangular spot. However, due to the total reflection of the cutting surface, there are bright spots in the rectangular area. The optimum design of the lens is carried out, and the rectangular spot with uniform brightness is obtained, and four rectangular lenses are spliced into a lens array. In order to eliminate the stray spot, the lens was optimized again. The lens array was fabricated according to the design results and the backlight was tested. The results show that, compared with the traditional backlight structure, the backlight brightness is increased by 96.4x, the inhomogeneity is slightly increased from 23.8% to 23.1C, and the half-view angle is reduced from 39 掳to 23 掳by using two-layer diffusion film and lens array. To meet the helmet display LCD image source backlight requirements.
【作者单位】: 合肥工业大学特种显示技术教育部重点实验室特种显示技术国家工程实验室现代显示技术省部共建国家重点实验室光电技术研究院;
【基金】:安徽省自然科学基金(1408085MKL86)
【分类号】:TN873.93

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 Daniel den Engelsenv;童林夙;;背光源的发展趋势(第一部分)[J];光电子技术;2006年02期

2 赵国荣;刘涛;李冀鑫;;头盔显示器图像源技术研究[J];光电子技术与信息;2006年02期

3 刘涛;赵国荣;陈穆清;;一种新的头盔显示器光学系统设计方案[J];光电技术应用;2005年06期

4 常锋;孙志远;王瑞光;郑喜凤;;LED显示图像的非均匀度校正改进方法[J];光学精密工程;2011年04期

相关硕士学位论文 前4条

1 王海宏;大功率LED扩展光源的光学设计方法研究[D];华南理工大学;2011年

2 张奇辉;大功率LED照明系统光学设计方法研究[D];华南理工大学;2010年

3 闫国栋;大功率LED集成光源的二次光学系统设计方法研究[D];广东工业大学;2013年

4 黄锦胜;通过自由曲面设计实现LED路灯特定形状光斑的研究[D];华南理工大学;2013年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯奇斌;何会杰;张伟伟;方勇;吕国强;;用于侧出式发光二极管背光的全局动态调光算法[J];光学精密工程;2012年07期

2 宋喜佳;刘维亚;陈伟;郑喜凤;;基于相频空间稀疏性快速估计发光二极管灯点参数[J];光学精密工程;2013年01期

3 张康;苏成悦;付倩;薛涛;张春华;;基于均匀照明的光学器件研究[J];广东工业大学学报;2013年01期

4 丁柏秀;郑喜凤;陈宇;苗静;桂劲征;;发光二极管显示屏CCD图像的修正[J];光学精密工程;2013年05期

5 宋超;王瑞光;冯英翘;;LED显示屏驱动电流的潜在电磁干扰分析[J];光电子.激光;2013年06期

6 张光辉;;大功率LED照明灯具的配光与散热的研究[J];电子世界;2013年23期

7 严飞;王瑞光;邓意成;郑喜凤;;发光二极管显示屏分段灰度调制与优选扫描时钟获取[J];光学精密工程;2013年12期

8 冯奇斌;姚慧慧;陈韬;吕国强;;加固液晶显示模块高温工作特性研究[J];电光与控制;2014年04期

9 聂佰玲;;一种LED显示屏的γ校正方法[J];电子科技;2014年12期

10 邢海英;高铁成;;LED路灯光学设计与分析[J];电工技术学报;2015年02期

相关博士学位论文 前3条

1 蔡琪;新型Ag-ITO复合薄膜的制备、微结构及光电性质表征[D];安徽大学;2007年

2 严飞;LED显示屏灰度控制关键技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年

3 宋超;基于图像质量评价的显示器颜色复现技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 白生茂;用于LCD背光的白光LED光学特性研究[D];中国海洋大学;2010年

2 王学仁;基于LED的CCD校准用光源的设计[D];西安工业大学;2011年

3 杜文斌;室内高精度立靶密集度测试技术[D];西安工业大学;2011年

4 丁家磊;大功率LED应用于照明的二次光学设计及散热研究[D];华南理工大学;2011年

5 冉景;基于逆向反馈优化方法的LED自由曲面透镜设计与研究[D];华中科技大学;2011年

6 庄晓薇;背光源系统均匀导光与亮度增强的方法研究[D];天津大学;2007年

7 马若玉;液晶导光板改进设计与扩展应用[D];天津大学;2009年

8 吴昕;平板电视能效标准研究[D];北京邮电大学;2009年

9 周壹义;大功率LED照明系统的二次光学设计研究[D];华南理工大学;2012年

10 杜乃锋;面向大功率LED光源三维光学设计方法的研究[D];华南理工大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 夏勋力;余彬海;梁丽芳;;矩形光场LED一次透镜光学设计[J];半导体光电;2010年05期

2 廖志凌;阮新波;;半导体照明工程的现状与发展趋势[J];电工技术学报;2006年09期

3 刘玉,刘旭,孙隆和;液晶头盔显示器设计及应用研究[J];电光与控制;2000年03期

4 王宇弘;军用显示器的现状与发展趋势[J];电子产品世界;2005年03期

5 张晓兵,安新伟,刘璐,尹涵春;头盔显示器的发展与应用[J];电子器件;2000年01期

6 王霖;钱可元;罗毅;;新型LED航标灯光学系统[J];光电工程;2007年12期

7 王洪;张奇辉;张小凡;王海宏;;实现道路均匀照明的自由曲面反射器设计[J];光电工程;2009年12期

8 蒋水秀;孙翔;冯华君;贾宁;;一种优化LED照明的三维SMS设计方法[J];光电工程;2012年06期

9 王洪;王海宏;张小凡;张奇辉;;旋转轴对称LED均匀照明系统设计方法[J];光电子.激光;2010年08期

10 雷玉堂,黎慧;未来的照明光源—白光LED技术及其发展[J];光学与光电技术;2003年05期

相关博士学位论文 前1条

1 陈宇;基于拟合逼近理论的平板图像显示技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 王海宏;大功率LED扩展光源的光学设计方法研究[D];华南理工大学;2011年

2 周晓波;LED灯光照明系统的仿真研究及其软件开发[D];武汉理工大学;2004年

3 汪巍;基于透射型自由曲面理论的均匀照明设计方法研究[D];浙江大学;2006年

4 郝翔;基于自由曲面的LED照明系统研究[D];浙江大学;2008年

5 黄健;非成像光学系统设计方法及其在LED道路照明工程中的应用[D];浙江大学;2008年

6 梁程远;LED的二次配光设计[D];浙江大学;2008年

7 耿晓燕;面向照明效果的LED光源设计仿真研究[D];天津大学;2007年

8 赵星梅;LED显示屏亮度非均匀性逐点校正技术的研究[D];西安电子科技大学;2009年

9 张奇辉;大功率LED照明系统光学设计方法研究[D];华南理工大学;2010年

10 买迪;LED道路照明系统的二次光学设计[D];陕西科技大学;2012年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈海清;改善F-θ透镜扫描线性的研究[J];红外技术;1988年01期

2 汪贤秀,,范俊清,许承杰,鲁平,李公羽,马文生,韩荣久,黄巍;新面型短程透镜的制备研究[J];发光学报;1996年01期

3 ;透镜图像多姿多彩[J];广告大观;2002年02期

4 M.W.Mcdowell ,H.W.Klee ,谭文琰;改善热成象透镜的方法[J];红外技术;1982年05期

5 张本余;平视显示器用的传递透镜光学显示装置说明[J];机载火控;1985年01期

6 大舟;条形透镜[J];光机电信息;1996年09期

7 汪贤秀,范俊清,许承杰,鲁平,李公羽,马文生,韩荣久,黄巍;一种优化短程透镜的制备研究[J];光电子·激光;1996年02期

8 常彦玲;谭中伟;;时间透镜的发展与应用[J];电信快报;2008年09期

9 李豫华,刘文耀,张以谟;透镜组Fourier变换特性及集成化光学系统的进一步修正[J];中国激光;1998年10期

10 之己;AGRIN透镜步入实用[J];光电子技术与信息;1996年01期

相关重要报纸文章 前1条

1 记者 刘燕庐;特殊透镜组合可让物体凭空隐形[N];科技日报;2014年

相关硕士学位论文 前1条

1 王俊杰;X射线组合透镜及其在荧光分析应用中的研究[D];浙江工业大学;2014年



本文编号:2182044

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2182044.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户cbdd8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com