基于LED光源的DLP微投影显示光学引擎的研究

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于LED光源的DLP微投影显示光学引擎的研究（题名和副题名）毛剑（作者姓名）指导教师林祖伦教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2014.04论文答辩日期2014.05学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月25日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。STUDYOFOPTICENGINEOFLEDLIGHTSOURSEBASEDDLPMICROPROJECTIONDISPLAYAMasterThesisSubmittedtoUniversityofE

2、lectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:MaojianAdvisor:Prof.LinZulunSchool:SchoolofOptoelectronicInformation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

3、中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要目前，随着便携设备的普及和多媒体设备的集成，对便携式设备的显示尺寸提出了更多的要求。液晶显示屏幕占领了14以下的显示终端市场，但是无法再进行更大的扩展。而便携式设备

4、的信息分享对便携式设备的显示技术提出以下要求：体积更小、显示尺寸更大、光能利用率要高等，这些都不是传统的显示技术能够达到。微型投影技术是便携式显示设备的革命，它具有小尺寸、大的显示画面，必将成为移动设备上不可或缺的关键技术。但是，微型投影机面临需要进一步提高光效率和缩小体积的问题，以利于延长电池供电的工作时间和应用领域。本文针对这样的问题，对可以嵌入便携设备的微型投影机的光学系统进行了设计，主要在特定的小尺寸范围内实现投影光学系统的高效率。论文所做的主要工作和取得的成果如下：1、首先介绍了微型投影机的设计意义、研究现状。对所选用的投影芯片DMD进行了简单的介

5、绍。对LED光源应用在微投影光学引擎上的优势和不足进行了分析，并对LED光源与DMD结合使用的优势进行了分析。2、介绍了光学设计中的非成像光学理论，以及非成像光学在微投影光学引擎设计中的应用，尤其是光学扩展量在优化设计中的应用。介绍了微投影光学引擎设计中的评价参数和设计目标。3、提出了两种微型投影光学系统的设计方案。一种是采用复眼透镜作为主要光学元件，配合二色镜混色使用；另一种是采用光棒混光和匀光，与TIR棱镜组合对投影芯片进行照明。在软件ZEMAX中对投影机的镜头进行了相关设计。使用tracepro软件对方案一中的复眼透镜、二色镜进行了建模、仿真、分析和优

6、化，光学效率仿真结果为8.99%。在tracepro软件中对方案二中的光棒、中继光学系统、TIR棱镜进行了建模、仿真、分析和优化，光学效率仿真结果为12.2%。4、对CREE公司和luminus公司的两套三基色LED光源进行了测试。对复眼透镜系统到达DMD芯片上的光学效率进行了测试，结果为15.6%，对整体系统的光学效率进行了估算，整体效率在8%左右，仿真结果与实测结果相近。论文最后对本文工作进行了总结，总结了两种方案设计中的不足，提出了方案的改进方向和意见。对采用光棒与TIR棱镜组合的光学系统的优化提出了方向和意见。关键词：LED，DMD，光学设计，微投影

7、IABSTRACTABSTRACTNowadays,withthepopularityofportabledevicesandintegratedmultimediadevices,itmademoredemandsforthedisplaysizeofportabledevices.LCDoccupiedthedisplayterminalmarketbelowteninches,buttheLCDscreencannolongerhaveagreaterexpansion.Andinformation-sharingonportabledevicesas

8、kedthefollowingrequirement