论文部分内容阅读
微型投影技术是一种新型的现代投影显示技术,它凭借自身的小型化,便携化而逐步渗入到人们的日常生活中,在当今飞速发展的信息化年代越来越受到人们的青睐,成为投影显示的一大重要发展潮流。DLP投影显示方式具有高亮度,高对比度,高分辨率的特点,与新型LED光源结合,实现小型化的便携式微型投影,满足人们对投影显示随身化与自由化的需求。本文主要阐述了DLP投影显示的基本原理及照明系统的核心元器件设计思路。基于光学扩展量匹配的原理,设计一款适用于商务投影展示或家庭影院的便携式微型投影光引擎。论文首先从理想光源与扩展LED光源两方面推导了复眼匀光照明原理,获得LED光源,复眼透镜与显示芯片光学扩展量匹配的条件。基于DLP投影光引擎的照明设计的难点,提出了应用曲面斜率角控制优化的方法应用于LED光源准直光路设计,得到光斑直径与发散角度符合复眼匀光要求的准直光束,实现最大程度的利用LED光源能量,90%以上的LED发光能量能被后续系统所利用。结合偏置投影物镜的设计要求,尝试将非旋转对称的楔形自由曲面透镜引入成像镜头设计,基于CODE V光学设计软件,建立自定义的像质评价函数,分别对x,y两个方向上点列点均方根半径大小值进行控制的优化方法,在不增加镜头尺寸的条件下,实现偏置投影,为今后的偏置式投影镜头提供了一种新的思路。论文设计并加工的的投影光引擎结果为：投影分辨率为1280x800(WXGA),投影镜头在0.5m-3m的投影距离下,投射出15inch-90inch的全偏置画面,实现LED功率45W条件下,光通量输出达到3001m以上,均匀性95%以上的高品质投影显示效果。论文最后对设计方案进行公差分析,杂散光研究处理,用于指导系统机械方案及散热方案的设计,使得整机方案更合理化,易于大规模批量生产。