【摘要】：隨著顯示技術(shù)的高速迅猛發(fā)展，大屏幕顯示技術(shù)日臻成熟和完善，液晶電視、等離子電視以及投影顯示已成為大屏幕顯示的主流。其中，投影顯示在成本和技術(shù)上都占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，它在大屏幕顯示領(lǐng)域中有著舉足輕重的地位。顯示技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展促使投影顯示產(chǎn)品的需求向個(gè)性化、專門(mén)化、多樣化等方向轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的投影顯示產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法徹底滿足人們提出的大屏幕、低成本、便攜式、超短焦距、大視場(chǎng)角、薄型化、大相對(duì)孔徑、高清晰度等一系列的苛刻要求，，非常有必要設(shè)計(jì)一種新型的大屏幕超薄投影顯示光學(xué)系統(tǒng)，拓寬幾近飽和的投影機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)，開(kāi)啟投影顯示應(yīng)用方式的新篇章。 大屏幕超薄投影顯示技術(shù)的難點(diǎn)：傳統(tǒng)的投影顯示設(shè)備要想實(shí)現(xiàn)100T左右大小的投射畫(huà)面，投影鏡頭往往需要3米以上的距離。在保證大屏幕顯示畫(huà)面的同時(shí)，若要進(jìn)一步縮短投影距離，在客觀上是難以實(shí)現(xiàn)的。本文提出的一種新型的僅用一片非球面反射鏡的折反射式設(shè)計(jì)方案能夠有效地解決投射比較大的難題，使投影機(jī)的應(yīng)用突破了任何空間的限制，具有無(wú)限的商機(jī)和發(fā)展?jié)摿Α?論文采用TI公司的數(shù)字微鏡陣列（DMD）作為空間光調(diào)制器，利用激光與LED混合的方式作為高亮度投影光源，通過(guò)照明光學(xué)系統(tǒng)將光源耦合并均勻投射在空間光調(diào)制器上，然后通過(guò)特殊的成像光學(xué)系統(tǒng)將圖像放大、投影�；诒痉桨福枰浞至私馔队帮@示系統(tǒng)中的各個(gè)組件，以及討論投影物鏡設(shè)計(jì)的幾何光學(xué)理論基礎(chǔ)和用于評(píng)價(jià)投影畫(huà)面成像質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)。 在成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了解決超短投影距離時(shí)實(shí)現(xiàn)大屏幕高亮度投影顯示的問(wèn)題，分別討論了透射式系統(tǒng)、全反射式系統(tǒng)、折反射式系統(tǒng)在像差校正的難易程度、加工和檢測(cè)檢測(cè)等方面存在的困難以及應(yīng)用前景。最后本文采用折反射式結(jié)構(gòu)進(jìn)行投影成像光學(xué)系統(tǒng)超薄化設(shè)計(jì)，采用同軸設(shè)計(jì)而離軸成像的方式并利用非球面反射鏡大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)提高成像系統(tǒng)的性能。利用Light Tools光學(xué)仿真軟件對(duì)成像光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡和像面照度均勻性分析，模擬效果顯示在焦平面上的照度均勻性非常好。 為了進(jìn)一步驗(yàn)證折反射式超薄投影鏡頭的性能，論文還兼顧制造成本和非球面加工測(cè)試水平完成投影成像鏡頭的加工和裝調(diào)，并搭配現(xiàn)有的DLP照明光源搭建一臺(tái)原理樣機(jī)，在102mm的投影距離處顯示畫(huà)面尺寸為65.2″。同時(shí)利用測(cè)試設(shè)備對(duì)畸變、亮度對(duì)比度、照度均勻性等主要指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)際測(cè)量結(jié)果與仿真結(jié)果非常接近，均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，為實(shí)現(xiàn)“零距離”大屏幕投影產(chǎn)品批量化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1.1 投影顯示系統(tǒng)的工作原理投影顯示技術(shù)早在半個(gè)多世紀(jì)前就已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)并得到應(yīng)用。早在 1 Philips 公司就已成功研制出 20in（50.8cm）的背投式投影電視機(jī)。19又率先將投影型大畫(huà)面 CRT（Cathode Ray Tube）進(jìn)行商品化運(yùn)作。幾們對(duì)投影顯示技術(shù)的研究已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的探索、設(shè)計(jì)、加工、樣，并且逐步轉(zhuǎn)化為商品走向成熟應(yīng)用階段。一直以來(lái)，最初的 CRT 投為技術(shù)成熟、價(jià)格低廉等原因牢牢地占據(jù)著統(tǒng)治地位。但 CRT 投影顯辨率不高、亮度不夠、對(duì)比度不高、體積笨重，只適合較小屏幕的投影，投影顯示系統(tǒng)正是通過(guò)解決使用者最關(guān)心的圖像質(zhì)量來(lái)得到不斷發(fā)，要提高圖像質(zhì)量，人們開(kāi)始研制不同的空間光調(diào)制器以提高其性能初，日本的索尼（SONY）和愛(ài)普生（EPSON）公司開(kāi)始大力發(fā)展高密的液晶面板投影顯示，由于亮度、體積有了明顯改觀，迅速成為社會(huì)顯示技術(shù)之一。為了與日本的 LCD 投影技術(shù)相抗衡，美國(guó)德州儀器研制了一種數(shù)字微鏡陣列作為空間光調(diào)制器，由于其高對(duì)比度及亮度

不同光調(diào)制器時(shí)投影顯示的工作原理
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN873

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2583025