摘 要:设计了一个高亮度LED光源照明的反射型复眼照明系统．通过软件模拟，整个复眼系统长度小于20mm，物面的光照均匀度达到80％以上，光源照明输出光能利用率为75％．应用高亮度LED的反射型复眼具有体积小，光强分布均匀，像差小等特点．在小型便携式投影仪中有广阔的应用前景．
关键词:投影显示 反射型复眼 照明系统 LED
Abstract:A pair of reflective fly eye lens with a high brightness LED as light source is put forward for micro-display projector. Because of reflective system, the embodiment is shorter than 20 mm. The uniformity is above 80% and the efficiency of the illuminator is better than 75%. The design method with induced equations for calculating the lens surface is given. Computer simulated results are also presented.
Key words:Projection display; Illumination system ; LED ; Reflective fly＇s eye
引言
以LED为光源的照明系统是便携式投影系统的主要组成部分并且直接影响到系统的最终性能 ]．因此实现高亮度、高均匀性、高效率、小体积的照明系统的设计是便携式投影系统设计的关键．LED光源直接投射的光强分布不均匀，发散角大，无法达到投影系统所要求的矩形(4：3或16：9)均匀光斑，所以在照明系统中需使用光学积分系统一复眼．复眼照明系统能将光能的圆光斑输出转化为光强分布均匀的矩形光斑照明 ]．
本文结合微型投影系统的特点和LED发光特性，提出一种新型复眼—— 反射型复眼的设计方法I3]，并进行光线追击模拟．目前广泛使用的是双排透射型复眼，为了得到双排复眼能够利用的平行光线，必须使用反光碗，而反射型复眼可以直接利用LED光源发出的光，从而将整个照明系统的体积减小到2O mm 以下；此系统基于反射原理，所以没有色散．通过软件模拟，物面的光照均匀度达到8O％以上，光源照明输出光能利用率为75 ．
1 反射型复眼设计
1．1 反射型复眼原理
反射型复眼的作用是均匀光源发出的光，将圆形光斑转化为矩形光斑，均匀照明物面，其设计原理和透射型复眼相似[5J．反射型复眼结构原理如图1，基准面为两个对称的椭球面，两个基准面上贴有一系列反射透镜阵列．光源与物面分别置于基准面1与基准面2的一个焦点上．由光源发出的光经过基准面1上的反射透镜阵列反射，在基准面2上的反射透镜阵列上形成光源像阵列．基准面1上的反射透镜的大小和最后照明的物面大小一致。 |
