基于led光源的微投影光学系统设计

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1、分类号TB133密级公开UDC621编号10299Z1303072专业学位硕士论文基于LED光源的微投影光学系统设计TheMicroProjectionOpticalSystemDesignonLED指导教师丁桂林作者姓名居荣兵申请学位级别专业硕士专业名称光学工程论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月13日学位授予单位和日期江苏大学2016年6月16日答辩委员会主席姚红兵评阅人2016年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为

2、获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日II学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文

3、全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日江苏大学专业学位硕士论文摘要如今随着科技永无止境的发展,功能已不是人们对投影机的的唯一要求,而今更注重其娱乐性与轻巧性。应运而生的微型投影机设备已成为投影显示行业的主流方向。LED光源技术经过这几年的高速发展和普及,以其高对比度,高稳定性,色彩还原力能力强等特性已经成为目前投影显示设备不可或缺的一部分，设计高效轻量化的LED照明系统是微型投影系统照明部分的重点。本文在对传统照明方案进行理论研究的基础上运用lighttools对基于LED光源的复眼透

4、镜系统、方棒棒照明系统进行了模拟仿真。发现它们并不匹配微投影照明的设计理念，以此提出了一种基本自由曲面透镜的全新的照明方案，通过运用非成像边缘光线理论折射定理以及光源与目标面的能量拓扑关系列出对应的微分方程，再利用matlab计算工具通过数值分析法求解对应的离散点坐标。连接这些离散点形成自由曲面，直接通过lighttools高级建模模块仿真模拟得出合理的结果。根据市场动态需要设计一款适用于TI刚推出的0.47英寸芯片的微投影镜头，在对微型投影仪照明系统进行设计和参数计算的基础上对常规投影镜头的结构类型进行了分析和选择,最后选用了反远距结构性质的镜头。在选择一款合适的专利作为初始结构前提下,应

5、用zemax以及codev软件对投影物镜进行了整合设计与优化,经优化后镜头由7片玻璃（均为常见玻璃）2片塑料（4面非球面）组成，结构简单，紧凑，易加工。投射比0.66：1，即在600mm处投影出44inch的画面，镜头有效焦距6.45mm，F#：2.1，全视场86°，系统总长46mm，最大口径22mm，在空间极限频率93lp/mm处0.8视场以内传递函数值都超过0.62，边缘视场的传递函数值超过0.43，全视场畸变小于等于2%，垂直色差小于等于0.18μm。关键词:微投影照明设计成像设计I基于LED光源的微投影光学系统设计AbstractWiththerapiddevelopmentofsc

6、ienceandtechnologynow,peoplepaymoreattentiontotheportabilityandoperabilityoftheprojector,nottheonlyrequirementtoitsfunctionality.Developmentofmicro-projectordeviceseemstohavebecomemainstream,andmanymanufacturingbusinesseswhowanttohaveagointhefieldcompetetobecomeahotinvestment.Afteryearsofrapiddevel

7、opmentandpopularity,ledlightingtechnologyhasbecomeanintegralpartoftheequipmentprojectiondisplayduetoitshighcontrast,highstability,colorreproductionabilityandothercharacteristics,andlightweightdesignefficien