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微型投影光学系统设计

作 者: 董冰
导 师: 付跃刚
学 校: 长春理工大学
专 业: 光学工程
关键词: 微型投影 LED照明 LCOS显示 反远距 光学设计
分类号: TN946.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


科技日新月异的今天,人们对投影机的要求不再局限于其功能,更注重其便携性和可操作性,使得微型投影机成为投影设备发展的主流方向,成为众多生产商家竞相投资的热点,都想在该领域占有一席之地。本文通过对投影元件性能的比较,选用LED作为微型投影的光源,选用LCOS芯片作为微显示面板,并对显示面板的照明方式进行了详细的阐述。本文在对投影系统光学特性参数计算的基础上,对投影物镜的结构型式的进行了选择与分析,最终采用反远距的物镜结构型式。在初始结构基础上,应用ZEMAX软件对投影物镜进行了光学设计,经优化后的物镜仅使用4组5片式元件,实现了低成本高透过率的性能;光学系统的传递函数在显示面板的截止频率处轴上与轴外均大于0.5,畸变小于1%,获得了较好的成像质量;应用像方远心光路实现了像面照度均匀度大于70%;物镜系统总长小于51mm,实现了微型投影结构紧凑、体积小的要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 微型投影机的发展  8-12
    1.2.1 DLP显示技术  8-9
    1.2.2 LCOS显示技术  9-11
    1.2.3 LCOS和DLP两种显示技术的对比  11-12
  1.3 微型投影的广阔市场前景  12-14
第二章 微型投影的原理与组成  14-22
  2.1 投影机的原理  14-15
  2.2 投影机的组成  15-22
    2.2.1 投影物镜  15-17
    2.2.2 照明系统  17-22
第三章 照明系统的分类与组成  22-32
  3.1 照明方式的分类  22-23
  3.2 照明系统的组成  23-32
    3.2.1 聚光镜的结构型式  24-25
    3.2.2 偏振光的产生  25-27
    3.2.3 偏振光转换装置——PBS的应用  27-28
    3.2.4 照明系统的匀光  28-32
第四章 投影物镜中的像差及像质评价  32-39
  4.1 投影物镜的像差  32-35
  4.2 像差校正及平衡的方法  35-37
  4.3 投影物镜的像质评价  37-39
第五章 投影物镜的设计与优化  39-52
  5.1 投影物镜的成像原理  39-40
  5.2 投影物镜的设计指标  40
  5.3 投影物镜特性参数的计算  40-42
  5.4 投影物镜的初始结构  42-45
  5.5 投影物镜的优化设计  45-46
  5.6 优化设计的结果与分析  46-52
第六章 结论与展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-55

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 录像系统、放像系统 > 屏幕录像系统
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