ZHCU562A October 2018 – May 2022
增加 LED 流明的主要方法是增大发射面积。但是,更多的 LED 流明未必会从 PGU 中产生更多的流明。由于展度的光学特性,与 DMD 照明路径收集角度相匹配的发射面积大小存在限制。随着 LED 裸片尺寸的增大,存在一个增益递减点,即 DMD 无法捕获(和反射)LED 的发光输出。
展度由光学表面的面积和发射/收集角定义。在计算两个光学元件之间的展度匹配时,可以使用阿贝正弦定律方程式。
使用 DLP3030-Q1 DMD,面积是固定的 (6.6 × 3.7mm2),照明角度也固定为 12° 倾斜角。任何无法在该阵列区域以 12° 锥角捕获的入射光都会丢失。(为了优化光学设计并利用 12° 倾斜,通常使用 f/2.4,但可以改变 f/# 以优化亮度和对比度。以下计算假定 f/2.4。)有关详细信息,请参阅Topic Link Label2.4.2.2
类似于 DMD 的 12° 照明角度,LED 及其准直透镜具有收集角。在传统 LED 照明 DLP 系统中,该收集角大约为 80°。如果是固定角度,Equation1 中唯一剩下的变量是 LED 发射区域。有关理想 LED 阵列尺寸的计算,请参阅Equation2 和Equation3。
Equation2 和Equation3 表明,DLP3030 DMD 的理想展度匹配是 w = 1.38mm 和 h = 0.785mm 的 LED。任一尺寸较大的器件都将过大并导致光未被使用。
在功效经过优化的系统中,选择的 LED 要么展度完全匹配,要么尺寸过小。这可确保由 LED 的收集透镜捕获的所有光都聚集在 DMD 的照明锥内并反射到投影路径中。过大的 LED 会浪费光,导致效率低下并使未使用的功率增加。
适用于 RGB 显示应用中 0.3” DLP3030-Q1 的两个最常用 LED 器件来自 Osram:Q8WP 和 CSL 系列。根据相应的数据表,每个器件阵列的尺寸如下:
宽度 (mm) | 高度 (mm) | |
---|---|---|
Q8WP | 1.5 | 1.2 |
CSL | 1 | 1 |
展度图 可用于直观地显示每个 LED 与一组 DMD 的匹配。下图显示了 DLP3030-Q1 DMD、Q8WP LED 和 CSL LED 的展度尺寸。使用阿贝正弦定律方程式计算尺寸。
图 2-7 显示,虽然 Q8WP 和 CSL LED 在 DMD 之外都有未使用的光,但 CSL LED 的效率要高得多,与 Q8WP 的 65% 效率相比,展度效率为 85%。为了提高这种效率,光学设计可以打开孔径,或者使用更小的 f/#。Topic Link Label2.4.2.2 讨论了改变孔径的优点和权衡要素。