基于LED光源的DLP微投影顯示光學(xué)引擎的研究.pdf

1、目前,隨著便攜設(shè)備的普及和多媒體設(shè)備的集成,對便攜式設(shè)備的顯示尺寸提出了更多的要求。液晶顯示屏幕占領(lǐng)了14以下的顯示終端市場,但是無法再進(jìn)行更大的擴展。而便攜式設(shè)備的信息分享對便攜式設(shè)備的顯示技術(shù)提出以下要求:體積更小、顯示尺寸更大、光能利用率要高等,這些都不是傳統(tǒng)的顯示技術(shù)能夠達(dá)到。微型投影技術(shù)是便攜式顯示設(shè)備的革命,它具有小尺寸、大的顯示畫面,必將成為移動設(shè)備上不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。但是,微型投影機面臨需要進(jìn)一步提高光效率和縮小體積的

2、問題,以利于延長電池供電的工作時間和應(yīng)用領(lǐng)域。本文針對這樣的問題,對可以嵌入便攜設(shè)備的微型投影機的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,主要在特定的小尺寸范圍內(nèi)實現(xiàn)投影光學(xué)系統(tǒng)的高效率。論文所做的主要工作和取得的成果如下:
　　1、首先介紹了微型投影機的設(shè)計意義、研究現(xiàn)狀。對所選用的投影芯片DMD進(jìn)行了簡單的介紹。對LED光源應(yīng)用在微投影光學(xué)引擎上的優(yōu)勢和不足進(jìn)行了分析,并對LED光源與DMD結(jié)合使用的優(yōu)勢進(jìn)行了分析。
　　2、介紹了光學(xué)設(shè)計

3、中的非成像光學(xué)理論,以及非成像光學(xué)在微投影光學(xué)引擎設(shè)計中的應(yīng)用,尤其是光學(xué)擴展量在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。介紹了微投影光學(xué)引擎設(shè)計中的評價參數(shù)和設(shè)計目標(biāo)。
　　3、提出了兩種微型投影光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計方案。一種是采用復(fù)眼透鏡作為主要光學(xué)元件,配合二色鏡混色使用;另一種是采用光棒混光和勻光,與TIR棱鏡組合對投影芯片進(jìn)行照明。在軟件ZEMAX中對投影機的鏡頭進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計。使用tracepro軟件對方案一中的復(fù)眼透鏡、二色鏡進(jìn)行了建模、仿真、

4、分析和優(yōu)化,光學(xué)效率仿真結(jié)果為8.99％。在tracepro軟件中對方案二中的光棒、中繼光學(xué)系統(tǒng)、TIR棱鏡進(jìn)行了建模、仿真、分析和優(yōu)化,光學(xué)效率仿真結(jié)果為12.2％。
　　4、對CREE公司和luminus公司的兩套三基色LED光源進(jìn)行了測試。對復(fù)眼透鏡系統(tǒng)到達(dá)DMD芯片上的光學(xué)效率進(jìn)行了測試,結(jié)果為15.6％,對整體系統(tǒng)的光學(xué)效率進(jìn)行了估算,整體效率在8％左右,仿真結(jié)果與實測結(jié)果相近。
　　論文最后對本文工作進(jìn)行了總結(jié),