LED光源照明DLP折反射超短焦投影光引擎系統(tǒng)研究.pdf

1、論文首先回顧了超短焦投影技術(shù)的發(fā)展的現(xiàn)狀，介紹了超短焦投影相對(duì)于普通投影的巨大優(yōu)勢(shì)和良好的市場(chǎng)前景。同時(shí)詳細(xì)介紹了目前市場(chǎng)上的主流超短焦投影機(jī)，指出了他們的不足。提出了“非均勻網(wǎng)格法”和“參數(shù)化設(shè)計(jì)法”兩種自由曲面設(shè)計(jì)方法。論文回顧了超短焦投影成像系統(tǒng)的現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法，對(duì)每種方法分析了優(yōu)劣勢(shì)，基于這些討論，給出了本文需要解決的問(wèn)題。提出了折反射超短焦投影成像系統(tǒng)成像原理與像差控制的原理，對(duì)折反射超短焦投影成像系統(tǒng)的成像內(nèi)在機(jī)理以及每一種

2、像差的產(chǎn)生原因和控制手段進(jìn)行了深刻的分析。接下來(lái)，詳細(xì)論述了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)反射鏡成像系統(tǒng)物像關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了折反射系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的構(gòu)建手段。最后，提出了應(yīng)用于超短焦投影成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)的“像差校正法”，并針對(duì)“像差校正法”的不足提出了適用于一般情況的“通用設(shè)計(jì)法”。在以上理論基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了LED照明的DLP折反射超短焦投影光引擎，并完成了模具品樣機(jī)的制造和測(cè)試。折反射超短焦投影光引擎樣機(jī)具有優(yōu)異的清晰度和很小的畸變，以及十分快捷的安裝

3、調(diào)試速度。其易于加工制造的事實(shí)表明，折反射超短焦投影光引擎的設(shè)計(jì)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)具有優(yōu)異的容差性。系統(tǒng)輸出光通量390流明，色彩艷麗，很好的達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
　　本文提出的主要?jiǎng)?chuàng)新如下:
　　(1)提出了折反射超短焦投影成像系統(tǒng)的“像差校正法”。反射鏡具有自身的成像規(guī)律，利用這個(gè)成像規(guī)律可以找到折射部分和反射鏡的匹配方式，即中間像。利用“像差校正法”，可以方便的基于對(duì)子午中間像的解析求解給出一種構(gòu)建旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)折反射超短

4、焦投影成像系統(tǒng)良好初始結(jié)構(gòu)（同時(shí)兼具較低的系統(tǒng)復(fù)雜度和較少的像差）
　　(2)提出了折反射超短焦投影成像系統(tǒng)的“通用設(shè)計(jì)法”，利用本方法，可以得到任意入射平面內(nèi)的中間像，據(jù)此設(shè)計(jì)者可以選擇合適的中間像來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)。對(duì)于凸面反射鏡的折反射超短距投影儀，盡管其子午中間像不再適用于初始結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，所提出的方法仍然適用于初始結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。
　　(3)提出了應(yīng)用于自由曲面照明設(shè)計(jì)的“非均勻網(wǎng)格法”。
　　(4)實(shí)現(xiàn)了LED