工程光学课程设计--投影仪照明光学系统设计

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1、工程光学课程设计投影仪照明光学系统设计2011-5-31电子科技大学08级英才1班作者：罗小嘉2801305018周浩2801304029皮秀敏2801306016任课教师：严高师14摘要本文就现在市场上的投影仪情况进行简单分析、对比，并具体对LCOS的照明系统各部分结构进行较为具体的研究讨论。在这篇文章中，由工程光学的研究角度，由投影仪的基本原理入手，通过对个部分的建模和仿真，探寻一种合理的能提高屏幕亮度，照度均匀性的方法。由于时间有限，很多地方都并没有分析得很清楚。当然，这一定程度上是因为投影仪的照明系统本身就是一个比较大的

2、问题。国内外都有对此进行研究，希望能更好的提高光利用率以及成像质量。国内的投影仪技术还相对较为落后。而日本则在这方面走在世界前列。而笔者在此也表示没有达到自己所期望的目标，以后如果有机会，将继续对这个问题进行了解、研究。AbstractThispapertheprojectoronthemarketnowonsimpleanalysis,comparative,andonspecificLCOSlightingsystemsareallpartsstructurespecificresearchdiscussion.Inthis

3、article,fromtheAngleofengineeringoptics,thestudyofthebasicprinciplesofoverheadprojector,throughapartofthemodelingandsimulation,exploresakindofrationalcanimprovethescreenbrightness,intensityofilluminationuniformitymethod.Becauseofthelimittime,alotofplacesdon’tanalysis

4、veryclearly.However,partlybecausetheilluminatorsystemsitselfisabigproject.Domesticandinternationalgroupsarestudyingthis,andhopetoimprovetheutilizationandimagequality.Domesticprojectortechnologyisstillrelativelybackward.ButJapanisleadinginthisrespectintheworld.Butthea

5、uthorinthisalsosaythattheyhavenotachievedtheirdesiredgoal,laterifthereisachance,willcontinuetostudyandresearchthisproblem.14目录1、引言31.1、历史背景31.2、投影仪市场现状分析32、正文42.1、LCOS投影仪的基本结构和原理42.2、投影仪各部分元件分析62.2.1、反光镜62.2.3、光管72.2.4、复眼透镜阵列72.3、参数计算92.3.1、焦距比F决定了照度和通过系统的流量92.3.2、对于

6、复眼透镜阵列系统92.3.3、PBS分光棱镜102.3.4、照明系统的F参数113、系统模拟124、总结13参考文献：14141、引言1.1、历史背景在会议中或者视听教学场所，演说者为了把自己的意思表达给全体观众，常常将演说内容制作成投影片或者幻灯片，利用投影仪将资料投影到屏幕上，使得观众能清的了解演说者要表达的讯息。公元1839年法国人奥古斯特发明了幻灯机，其结构如图1所示。他将文字或图片制作成幻灯片，利用幻灯机的光学系统将幻灯片上的影响投射到屏幕上。成为历史上第一台静止图像的投影仪。由于其体积小携带方便，至今仍广泛使用。图1

7、随着近年来投影显示迅速发展，投影机的应用范围不断扩大，已经开始从教育等专业市场逐步向家庭，娱乐等新兴市场转移，为了适应市场发展的需要，开发低成本、性能适中、工艺简单的小型投影仪已成为必然趋势。1.2、投影仪市场现状分析对于投影仪的评价目前主要从三个方面进行：1)屏幕上的亮度：单纯依靠改变光源自身功率来提高屏幕亮度的方法是不理想的，目前主要采用提高光源效率，减少光学组件能量损耗和加装微透镜等技术手段来提高亮度。2)14屏幕上照明均匀性：在投影仪的照明系统设计中通常采用两种器件来实现照明均匀化目的，一是采用成像元件一透镜阵列，另一种

8、是非成像元件一积分光管，比较这两种器件实现照明均匀他的原理，透镜阵列的加工和设计过程过于复杂并且成本高，而积分光管是通过使光线进入其内部后经多次反射后，实现在光管的末端形成均匀的照明的目的，具有结构简单紧凑，造价低廉，高效率等特点。1)由投影仪投影镜头确定的像质