基于发光二极管配光曲线设计自由曲面透镜

• 作者: 冯奇斌 吕国强 李亚妮 李其功
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 头盔显示器 发光二极管(LED) LED背光 非成像光学 自由曲面透镜
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 1884-1893
• 页数: 10页
• 分类号: TN141.9|TN312.8
• 字数: 3595字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20162408.1884

摘要

针对头盔显示器(H MD)液晶像源的特殊要求,选择了一款小尺寸、高光效的发光二极管(LED)作为背光光源.基于此LED的光强分布曲线,利用非成像光学理论设计了双自由曲面透镜阵列,以期进一步提高背光光效.首先对单个LED设计了3款不同半径的双自由曲面透镜,形成了亮度均匀的圆形光斑.然后对单个透镜进行切割,形成矩形光斑,并用4个矩形透镜拼接成透镜阵列.选择了效果最优的透镜进行了加工和测试.结果表明:与传统的采用两层扩散膜的背光结构相比,采用透镜阵列和两层扩散膜后的背光的光能利用率提高了13.94％,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37°降低到19°.用设计的透镜及其阵列对LED光源发出的光线进行准直,易形成高亮度的均匀矩形光斑,满足头盔显示器液晶像源背光的要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	冯奇斌	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	40	133	7.0	10.0
2	李亚妮	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	4	20	2.0	4.0
3	李其功	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	2	15	1.0	2.0