ZHCU562A October   2018  – May 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 DLP3030-Q1
      2. 2.3.2 DLPC120-Q1
      3. 2.3.3 TMS320F28023
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 抬头显示参数设计和权衡
        1. 2.4.1.1 视场和人眼窗口
        2. 2.4.1.2 分辨率
        3. 2.4.1.3 虚像距离
      2. 2.4.2 图像生成单元设计决策
        1. 2.4.2.1 展度效率匹配
        2. 2.4.2.2 孔径大小：选择光学元件的 f/#
        3. 2.4.2.3 热设计
        4. 2.4.2.4 LED 选型汇总
      3. 2.4.3 设计汇总
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 所需的硬件和软件
      1. 3.1.1 硬件
      2. 3.1.2 软件
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 测试设置
      2. 3.2.2 测试结果
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1 布局图
    4. 4.4 Cadence 工程
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5软件文件
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8修订历史记录

2.4.2.1 展度效率匹配

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。

Equation1. h × sin(θ) = h' × sin(θ')
GUID-F3A61611-B278-4C1D-9014-EFB9F9997FA2-low.gif图 2-6 阿贝正弦定律分量图

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. hLED × sin(80°) = 3.699 × sin(12°)
Equation3. wLED × sin(80°) = 6.572 × sin(12°)

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：

表 2-1 LED 阵列尺寸
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。

GUID-D7FD019F-45FD-4445-BE87-ABE6844C9B5F-low.gif图 2-7 具有不同 LED 的 0.3" DMD 在 f/2.4 孔径下的展度图

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。