LCOS微投影顯示中照明系統(tǒng)的研究和設計.pdf

1、投影顯示系統(tǒng)主要由照明系統(tǒng)和投影成像系統(tǒng)兩部分組成，其中照明系統(tǒng)作為投影顯示系統(tǒng)的重要組成部分對于投影圖像亮度和均勻性起到了決定性作用。本文以基于LCOS微顯示芯片的微投影顯示照明系統(tǒng)為重點，對照明系統(tǒng)的設計理念和模型的光學追跡結(jié)果進行了研究和分析。主要研究工作體現(xiàn)在： 1)在總結(jié)目前三種采用不同微顯示芯片的主流投影顯示技術的光學結(jié)構(gòu)和原理，以及其它幾種投影顯示技術的基礎上，將非成像光學中的光學擴展量概念應用到投影顯示照明系統(tǒng)設

2、計中去，并對幾種在投影顯示照明系統(tǒng)設計中經(jīng)常采用的光學元件的工作原理進行了模擬分析。 2)首次設計出用于對UHP光源發(fā)出的光束進行收集、循環(huán)利用的特殊拋物面回復反射器SPR．(Special Parabolic Retro-reflector)。與具有相同功能的球形回復反射器SR(Sphefical Retro-reflector)相比，SPR可以使系統(tǒng)收集光能效率提高6％，有利于進一步提高UHP光源微投影顯示系統(tǒng)的光能利用率。

3、 3)首次提出以系統(tǒng)光能利用率和照明均勻性構(gòu)建評價函數(shù)，采用光線追跡和結(jié)構(gòu)優(yōu)化相結(jié)合的方法，將TIR透鏡放入投影顯示照明系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，以完成對LEDY匕源所發(fā)出的大角度光線進行收集和整形的目的。模擬結(jié)果表明，優(yōu)化后的TIR透鏡可實現(xiàn)將LED大角度擴展光束中67％的光能壓縮到15°范圍以內(nèi)，并使目標屏的照明均勻性得到一定的改善，這為LED光源微投影顯示系統(tǒng)設計提供了新的發(fā)展空間。 4)在以上理論研究和模擬分析的基礎上，