LCoS微型投影光引擎杂散光分析与抑制.pdf

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1、第34卷第1期2012年2月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．34，No．1February，2012文章编号：1005—5630(2012)01—0011一05LCoS微型投影光引擎杂散光分析与抑制刘昆，余飞鸿(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江杭州310027)*摘要：为抑制LCoS光引擎的杂散光，在TracePro软件中建立了光引擎的光机模型，运用蒙特卡罗方法对该系统的杂散光进行了分析。通过仿真模拟及实验发现PBS棱边、成像透镜边缘、镜片隔圈以及镜筒内表面为产生杂散光的关键面。为此使用挡光片、表面发黑、镜

2、片边缘及隔圈涂黑等方法对杂散光进行抑制。仿真及实验均表明上述方法可有效抑制杂散光。关键词：微型投影；杂散光；硅基液晶(LCoS)；TracePro；光线追迹中图分类号：O439文献标识码：Adoi：10．3969／j．issrL1005—5630．2012．01．003StraylightanalysisandsuppressionofLCoSmicr01”?ojectoropticalengineLJUK“n，YUFPi^o竹g(StateKeyLaboratoryofModem0ptlcal1nstrumentation，Zhej

3、iangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstr越t：Theopto—mechanicalmodelofLCoSopticalenginehasbeenestablishedinTraceProsoftwareforthepurposeofsuppressingstraylight．StraylightisanalyzedusingMonteCarlomethod．TheedgesofPBSprismandimaginglenses，theinnersurfacesofconeandspacerare

4、foundtobethekeysurfaceswhichwillgeneratestraylightbysimulationandexperiments．Inordertosuppressthestraylight，notonlybafflesareused，butalsokeysurfacesareblackened．Absorptionpaintissmearedontheedgesoftheimaginglensesandinnersurfacesofthespacer．Simulationandexperimentsbothp

5、rovethatabovemethodscansuppressthestraylighteffectively．Keywords：商cnprojection；strayli曲t；liquidcrystalonsilicOn(L【kls)；噩acePro；raytracing引言微型投影技术又称便携式投影技术、超微投影技术、“皮口”投影技术，利用此技术开发的产品也被形象地称为掌上投影机、口袋投影机。相对传统的电视等显示技术，携带方便是微型投影技术的最大优势。微型投影机的迅猛发展，给经常移动演示的商务人士以解放。2005年至今，微型投影技

6、术在市场需求的驱动下，发展极为迅速。发展至今，微型投影技术一共衍生出了LCD、I￡oS、DLP三种主流技术，分别对应三种微显示芯片：LCD(1iquidcrystaldevise，液晶显示器)、LCoS(1iquidcrystalonsilicon，硅基液晶)、DMD(d硒talmicromirrordevices，数字微反射镜阵列)。LCoS是2000年以后发展起来的最新液晶投影技术[1

7、，相对LCD技术与DLP(digitallightprocessing，数字光处理)技术，LCoS技术具有高分辨力、高开口率、色域广、成本低等优势

8、，文中以LCoS微投影显示系统为对象。。收稿日期：2011一08—12作者简介：刘昆(1988一)，男，江西南昌人，硕士研究生，主要从事光学仪器方面的研究。·12·光学仪器第34卷光学系统的杂散光可理解为设计者不希望到达像面或探测面的那部分光线。杂散光对光学系统(特别是空间光学系统[2])的成像质量有严重影响，由于杂散光的存在会降低系统对比度、信噪比和成像质量，严重者会导致设计失败，因此抑制杂散光是相当重要的课题[3]。光学系统杂散光依其来源可分为两。大类：(1)非成像光束在像平面产生的亮斑，这主要是由于没有对视场外光线进行有效的遮拦

9、或机械结构缝隙的漏光导致；(2)光学系统因为散射、衍射、多次反射等产生的非定向杂散光，这部分杂散光主要包括透射光学表面和镜筒内壁等非光学表面的多次反射，以及由于光学表面擦伤等光学表面质量问题产生的散射光。第一类杂散光具有