微投影系统LED聚光镜的设计方法

摘要

本发明公开了一种微投影系统LED聚光镜的设计方法，（a）先设计前镜，首先预定前镜半径，以能包容LED四角顶和不压住电极线为宜；（b）对照明系统聚光镜先根据校场屈和色差进行焦距合理分配，同时给出半径、厚度、非球面参数作为变量，在程序内进行优化，（c）再设计后镜，将通过三坐标测量仪测量得到AUTOCAD中的全光路图中的绿色LED后聚光镜中非球面多义线下端点移动到0.0上，再用LIST`命令列出10个型值点坐标，通过优化后得到LED聚光镜后镜非球面结构，前镜与后镜间隔一般定为0.2，然后与后镜一起优化，控制出射光束平行度，最后得到微投影系统LED聚光镜。

主权项

一种微投影系统LED聚光镜的设计方法，其特征在于：具体方法为（a）先设计前镜，首先预定前镜半径，使其能包容LED四角顶和不压住电极线；（b）对照明系统聚光镜先根据校场屈和色差进行焦距合理分配，同时给出半径、厚度、非球面参数作为变量 ，在程序内进行优化，还需验证不栏切LED四角顶，切边厚至少大于0.3mm；（c）再设计后镜，将通过三坐标测量仪测量得到AUTOCAD中的全光路图中的绿色LED后聚光镜中非球面多义线下端点移动到0.0 mm上，再用LIST`命令列出各型值点坐标如下：控制点数目：10控制点：X = 0.00mm，    Y = 0.00 mm，    Z = 0.00 mmX =－0.03 mm，  Y = 0.22 mm，   Z = 0.00 mmX =－0.08 mm，  Y = 0.65 mm，   Z = 0.00 mmX =－0.32 mm，  Y = 1.26 mm，   Z = 0.00 mmX =－0.66 mm，  Y = 1.83 mm，   Z = 0.00 mmX =－1.08 mm，  Y = 2.34 mm，   Z = 0.00 mmX =－1.54 mm，  Y = 2.83 mm，   Z = 0.00 mmX =－2.05 mm，  Y = 3.25 mm，   Z = 0.00 mmX =－2.41 mm，  Y = 3.50 mm，   Z = 0.00 mmX =－2.58 mm，  Y = 3.61 mm，   Z = 0.00 mm为了在ZEMAX中用REAX，REAZ操作集得到不同相对口径的非球面上型值点位置与上面数据相符，须在EXCEL中将型值点的口径高转为相对口径高，通过“求解非球面方程 初态ZMX”文件优化后得到符合要求的非球面方程，下面是将空气平板置于平行光路中，然后在空气平板后表面上通过操作集，使非球面方程对应的曲线通过上述形值点,得到LED聚光镜后镜非球面结构，在ZEMAX中令中心厚为变量，控制边厚为0.2 mm就可得到后镜结构；在进行后镜面形设计完成后，前镜与后镜间隔定为0.2 mm,然后与后镜一起优化，控制出射光束平行度，和光束投向复眼的前表面尺寸，最后前镜尺寸也随之确定了；（d）在所有光学元件进行设计时，要注意手机高度10mm的限制，就是说，所有透镜口径小于或等于10mm；（e）含有非球面的透镜，当用于照明时，由于工作温度较高，采用低熔点玻璃通过热压成型制作。