投影镜头色边及拖尾问题

adx_183 :

背景:.55投影芯片,车灯领域,投影距离约8-12m,逆向设计要求33频>0.3;镜头设计>0.4,保障产品>0.3(标准是不是有点低?);实际产品满足mtf,垂轴色差与设计差异较小,点列图将三色做了混匀处理;(5片,包含2个P镜片,P远离DMD,口径约φ35mm)

问题:投影检菱形线宽时,很明显有紫边,一个像素的横线,有一边明显拖尾;两个像素的竖线,一边拖尾验证,另一边也有明显紫边;这个现象无法跟我的点列图对应;P镜片状态已经到位,成像清晰度没有问题;(调焦改善不明显)

这里就有两个问题,一是投影出来的色边(图中是紫色,也有绿色红色的情况),二是拖尾问题;

这两个问题的原因我暂时无法把它们完全分开,下面就一并分析;(有大佬知道其中的原理,希望不吝赐教)

我怀疑原因:
1)组装精度问题,即偏心、倾斜等装配引起的场曲问题,但目前看镜片镜筒尺寸基本到位,实测mtf也比较符合预期,感觉概率不大;
2)镜头内部温度不均,导致出现模拟不存在的异常情况?(DMD投射出来的光能量很高,短时间就可以到85℃甚至更高;设计时高低温为整个镜头恒定温度补偿的,高低温状态点列图也没存在明显的短波溢出)
3)光源蓝色比例太多,我没搞过投影的照明部分,不太了解;
有其他可能的原因,还请大佬们指点;

另外,这种单像素黑白间隙的色边问题,是反应的光学设计中的啥指标啊?点列图均匀性?PSF?rayfan各波长均匀性?

shishenlaoba @adx_183

波长加入0.436看看?

adx_183@shishenlaoba

436nm的点列图会比其他波长大一圈,客户提供的三色620/520/460还不够,设计时需要再往短波延伸?

shishenlaoba @adx_183

塑料镜片是问供应商要的数据还是论坛里下的?论坛里下的可能没那么准确。怀疑温度分布不均的话,可以试下低亮度投影看下有没有蓝边?

光学小伽 :

你GEO点列图 太大了,都超过3倍rms了,导致有辉光现象,所以就感觉有一层拖影的现象。

gtgdfgdfgdfg @光学小伽 :

一个原因是上面人说的,短波长的球差太大,蓝光的洋葱圈很明显还一个就是点列图没有控制好,导致GEO数值太大,晕光肯定非常明显。
而且。55的芯片,线对截止频率应该按照66去要求,前面的规格本身也太低了,拍的像素都分不清晰

我是你 :

做手机的手机时候会特别把控紫边问题,我们一般看rayfan图,这种明显的紫边问题-——是460nm的波长问题,这种紫边优化的时候收一收460nm波长。

canghaiyisu666 :

LZ最好把你这个系统参数列出来,大家才可以更好的解析:理论设计端:
1、0.55DMD,1pixel=7.6um,对应MTF应该66lp/mm>0.5,点列图RMS<1pixel,GEO<3 RMS;
这两个设计要求是否达标?按照楼主贴图点列图,rms 和geo都没有达到要求
2、同样,垂轴色差要求管控也是<1pixel,设计阶段尽可能压小,毕竟实际量产还有加工,组配公差都会加大这些指标;
实物图片:
1、图中看你的十字线水平,竖直,其实都没有解开,尤其竖直方向像素点,是不是单个镜头出现还是多数镜头,
这里问题就比较多了,单体镜头的解析度,照明和镜头的组起来后的解析度(尤其交界处的棱镜偏心倾斜);
2、竖直方向十字线蓝边拖影严重,图片看起来拖影3-5个pixels,你蓝色波段的点列图均超3RMS spt,点列图过大会带来一个模糊

3、垂轴色差最好也贴出来看下

adx_183 @canghaiyisu666 :

系统参数大致如下:
fno 1.45
焦距50mm(配.55芯片,换算fov约15°)
TTL 95附近
FBL 43以上
远心度<4

畸变<2%
offset 0%
垂轴色差<15um
mtf要求量产33频>0.3
5片架构(结构口径<φ40mm)

我的rayfan和垂轴色差如图

常规投影确实是如您所说的这些规格要求,但这次客户并没有这样给需求,不清楚是出于什么原因?
另外,目前是整体均出现紫边现象,下一步我可能考虑镀膜截至掉440nm以下的光,再看看状态;(光源色温调整也在看)

victor1992 @光学小伽 :

那是要降低GEO半径的值吗  怎么降低 这个一般要求到多少比较合适

canghaiyisu666 @adx_183:

这个WD 8-12M ,是车载的智能DLP投影大灯吗?亮度多少lm?
感觉你这边还是要和客户沟通深度理解清这个系统的应用背景,之后在评估这个指标是否达标?

 

8194:

3)光源蓝色比例太多,我没搞过投影的照明部分,不太了解;
有其他可能的原因,还请大佬们指点;

其他部分已经有大佬指点了,我就单这一点补充一下吧,光源的亮度配比是决定色温的,一般而言RGB三色光的LED,激发出来的光功率是不同的。所以需要根据需求来定一下究竟要怎么配置,比如需要功率强,就需要把能量最低的灯再补一个, 还需要考虑系统的热效应以及OFF档的遮光。  比如如果对于功率要求不高的情况,降低最强功率的灯亮度,以最低功率的灯最大功率为主,这样也能调节色温。就是最终亮度会低一些。

这一部分完全要根据应用需求来定义
我是建议你,在设计是不要光考虑公司给的光学系统的指标,还要往更上和更下层面去考虑一层,也就是从用户需求以及系统可能出现的问题上面考虑。要不然就极容易造成你目前的困惑

光学小伽 @victor1992:

GEO在3倍的rms以内。更准确的是看包围能量图,如果一个pixel的尺寸下,能量最好能做到0.9以上,0.85也可以接受。0.8以下就有辉光的风险。

victor1992 @光学小伽:

如果超了的话  有什么手段可以优化降低吗

 

三万岁@victor1992:

操作数GENF

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