大屏幕超薄投影显示技术的研究

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大屏幕超薄投影显示技术的研究
作者：吕伟振
     大屏幕超薄投影显示技术的难点：传统的投影显示设备要想实现 100 吋左右大小的投射画面，投影镜头往往需要 3 米以上的距离。在保证大屏幕显示画面的同时，若要进一步缩短投影距离，在客观上是难以实现的。本文提出的一种新型的仅用一片非球面反射镜的折反射式设计方案能够有效地解决投射比较大的难题，使投影机的应用突破了任何空间的限制，具有无限的商机和发展潜力。
     论文采用 TI 公司的数字微镜阵列（DMD）作为空间光调制器，利用激光与 LED 混合的方式作为高亮度投影光源，通过照明光学系统将光源耦合并均匀
投射在空间光调制器上，然后通过特殊的成像光学系统将图像放大、投影。基于本方案，需要充分了解投影显示系统中的各个组件，以及讨论投影物镜设计的几何光学理论基础和用于评价投影画面成像质量的技术指标。
    在成像光学系统设计中，为了解决超短投影距离时实现大屏幕高亮度投影显示的问题，分别讨论了透射式系统、全反射式系统、折反射式系统在像差校
正的难易程度、加工和检测检测等方面存在的困难以及应用前景。最后本文采用折反射式结构进行投影成像光学系统超薄化设计，采用同轴设计而离轴成像的方式并利用非球面反射镜大大简化系统结构的同时提高成像系统的性能。利用 Light Tools 光学仿真软件对成像光学系统进行光线追迹和像面照度均匀性分析，模拟效果显示在焦平面上的照度均匀性非常好。