文档介绍：浙江大学
博士学位论文
LCOS微投影显示中照明系统的研究和设计
姓名:甄艳坤
申请学位级别:博士
专业:光学工程
指导教师:余飞鸿
20070425
摘要ィ欣诮徊教岢诠庠次⑼队跋允鞠低车墓饽芾寐省投影显示系统主要由照明系统和投影成像系统两部分组成,其中照明系统作为投影显示系统的重要组成部分对于投影图像亮度和均匀性起到了决定性作用。本文以基于微显示芯片的微投影显示照明系统为重点,对照明系统的设计理念和模型的光学追迹结果进行了研究和分析。主要研究工作体现在:在总结目前三种采用不同微显示芯片的主流投影显示技术的光学结构和原理,以及其它几种投影显示技术的基础上,将非成像光学中的光学扩展量概念应用到投影显示照明系统设计中去,并对几种在投影显示照明系统设计中经常采用的光学元件的工作原理进行了模拟分析。首次设计出用于对庠捶⒊龅墓馐惺占⒀,梢允瓜低呈占饽苄侍岣首次提出以系统光能利用率和照明均匀性构建评价函数,采用光线追迹和结构优化相结合的方法,将透镜放入投影显示照明系统进行优化设计,以完成对庠此⒊龅拇蠼嵌裙庀呓惺占驼蔚哪康摹DD饨峁砻鳎化后的妇悼墒迪纸獿大角度扩展光束中%的光能压缩到。范围以内,并使目标屏的照明均匀性得到一定的改善,这为庠次⑼队跋允鞠低成计提供了新的发展空间。在以上理论研究和模拟分析的基础上,将优化和改造得到的照明光学元件应用到微投影显示的照明系统设计中,分别采用蚅光源,设计了四套单片式微投影显示系统模型,通过光线追迹模拟结果,对系统性能进行了评价分析和对比。在本文的最后,对所做的工作进行总结,并指出下一步工作研究方向。关键词:照明系统,光学扩展量,均匀度,光能利用率,特殊抛物面回复反射器,妇浙江大学博士学位论文
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第滦髀§投影显示技术简介型会议等更多领域,成为大屏幕显示【闹髁鞣绞健进入世纪,随着电视广播媒体和计算机媒体的出现和迅猛发展,以及网络技术的普遍应用和信息技术的进步,整个社会的生活和生产环境发生了巨大的变革,社会全面进入了多媒体信息化时代,信息的种类也逐渐丰富多彩,再也不仅仅只是单调枯燥的数字文本,更多的是以图像、声音等多媒体形式出现。为了在多种场合获得大屏幕、多色彩、高亮度以及高分辨的显示效果,作为图像信息的主要载体,投影显示产业已经取得了极大的进步。通过投影显示方式获得大屏幕显示效果,可以克服采用直接显示方式所带来的体积庞大,重量和成本增加等一系列问题,并且随着微电子、光学技术以及其它附属技术的发展和强有力技术支持下,投影显示已经从家庭娱乐、商用等推广到军事指挥、大投影技术发源于世纪早期,是在世纪末世纪初电影的发明和流行的基础上推广开来的,其中基于微显示芯片的投影显示技术,是利用光学系统将对角线尺寸约为.⒋绲奈⑾允拘酒耐枷穹糯蠛笸队霸谄幕上。它结合了光学和成熟的半导体技术,是一种性价比高的实现大尺寸高分基于微显示芯片的投影显示技术与成熟的队跋允炯际跸啾龋饕G别在于队跋允炯际鮄墙淙胄藕旁捶纸獾胶臁⒙獭⒗度鯟管的荧光屏上,此时在高压作用下荧光粉的发光信号经过放大、会聚,在屏幕上显示出彩色图像,是一种通过在显示器件上直接形成高亮度的图像,再由光学系统成像在屏幕上的显示方式,而前者是采用自身并不发光的微显示芯片作为空间光调制器,通过图像动态输入信号来改变显示芯片自身的反射率、折射率等光电特性,以进一步控制外光源照明光束,将显示芯片控制的图像信息投影到屏幕上。虽然允就队凹际蹙哂型枷裣允旧ú史岣弧⒒乖院谩⒕哂蟹岣的几何失真调整能力等优点,但是由于图像分辨率与亮度之间相互制约,整体操作复杂,移动性也不好,已经随着其它投影显示技术的发展逐渐退出市场。目前利用微显示芯片开发的投影显示系统,在技术上已经相当成熟,主要辨显示的途径】。一浙江大学博士学位论文
情况更为严重,所以一般单片式墙校珻队跋允鞠低持皇视糜诘投瞬贰采用以下治⑾允拘酒篢队跋允炯际矸,投影显示技术又名透过型液晶投影技术,它采用具有快速反应和高对比度的透过式液晶光阀作为空间光调制器【“,是三种投影显示技术中起步较早和发展最成熟的技术。液晶是介于液体和固体之间的物质,本身并不发光,但是液晶分子的排列可以在电场的作用下发生变化,投影显示技术正是利用液晶的光电效应,通过电信号控制液晶单元的透光率,以达到准确控制通过液晶单元的光线的目的,从而在屏幕上产生具有不同灰度层次及颜色的图像【。投影显示技术是一种采用外光源照射的被动式投影方式,按照Ⅱ下—琧允拘酒钠低晨煞治H胶偷テ浇峁埂T诘テ较低中,选用了一片—允拘酒魑?占涔獾髦破鳎鱿低尘哂刑寤。重量轻,操作、携带极其方便,成本低等优点