摘要：In this paper, a new illumination system with ultra high performance (UHP) lamp is proposed for projection display. Parabolic reflector (PR) and compound parabolic retro-reflector (CPR) were jointly used to collect and collimate the light generated from UHP lamp. A polarization converter system (PCS) was used to increase the light efficiency of the projection display system. A beam transformer between PCS and 2f imaging systems was directly used to make the illumination meet the requirement of projection display system. With the consideration of the loss of reflection, the light efficiency in this projection display system was estimated to be 15.6%.

摘要：结合微型光谱仪体积小、测量速度快的特点和双光路光谱仪的光束结构,基于双芯光纤和面阵探测器Czerny-Turner光学结构设计并研制成功一种微型双光束光谱检测系统——一双光束微型光谱仪.系统中第一根双芯光纤将光源光强均分成两路,一路作为参考光路,另一路作为检测样品的样品光路.参考光和被测样品光通过第二根双芯光纤传输并同时照明微型光谱仪的入射狭缝,两个纤芯沿狭缝长度(非色散)方向排列.为保证两路光的成像光谱不会发生重叠和串扰,在交叉对称Czerny-Turner光学结构中加入消像散柱面镜元件,运用光学设计软件对光谱仪系统进行了优化设计.光线追迹结果显示,双芯光纤传输参考光路与被测样品光路光束的成像光谱可以在300～800nm范围内分离.依据设计结果加工并装调成功双光束微型光谱仪系统实验样机,实现了参考光谱和被测样品光谱在光谱仪上的同时显示与测量.实验表明,所设计的双光束光谱仪不仅具有双光路的光束结构,而且充分利用微型光纤光谱仪接口及配置灵活的特点,实现了真正意义上具有双光束光路结构的微型光谱仪系统.

摘要：研究了应用于微型光谱仪的平场全息凹面光栅的设计方法,提出了全局优化和反向优化的设计思想.利用全局优化算法求解了用于设计平场全息凹面光栅的非线性方程组,可以通过调整某些像差项的优化权重,快速有效地完成设计;同时利用反向优化算法对设计的中间结果进行工作位置的微量调节,进一步提高了光栅的光学性能,并阐述了平场全息凹面光栅可以具有多工作位置的原因.以遗传算法为例实现了上述优化思想,并基于TCD1304AP线阵CCD探测器,设计了适用于工作波长为380-780 nm的微型光谱仪系统的平场全息凹面光栅.实际系统经测试得到了良好的成像效果,光谱分辨率可达0.8 nm（50μm狭缝）.

摘要：光学系统的性能易受工作温度的变化影响,因此设计光学系统时需要进行热分析并采用无热化设计方法进行优化。本文研究了工作温度对光学系统性能的影响,介绍了光学元件的热分析参数,并讨论了光学系统的结构参数与温度变化之间的关系,然后指出了Code V软件在热分析功能上存在的不足,在研究热分析的原理后,通过编写宏文件的方式,分别从光学元件间隔计算和光学材料折射率计算两个方面进行改进,最后利用Code V软件进行了一款消热差镜头的优化设计工作。该镜头的焦距为2.8mm,F数为2.2,视场角为160°,工作温度范围在-20~85℃。设计结果表明,在整个工作温度范围内,系统成像质量良好,满足使用需求。

摘要：照明系统作为投影仪的重要组成部分,对于整个系统的亮度和均匀度起着决定性作用。本文提出了一种特殊的复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,CPC)作为回复反射器微型投影仪照明系统,目的在于利用CPC特殊的几何结构对UHP(Ultra High Performance)光源发出的部分光线进行收集循环利用,以提高整个系统的光能利用率。通过在Tracpro软件中建立整个单片式LCOS微型投影仪照明系统进行光线模拟,结果表明:使用特殊CPC回复反射器以后,投影到屏幕上的能量提高约为单纯利用椭球形反光碗收集光线时的两倍。

摘要：为了提高神经网络在数码冲印颜色空间转化应用中的收敛效率,设计了一种基于反向传播(BP)神经网络的自适应优化模型.通过等间距分割由曝光实验测得的青、品、黄染料累积色差曲线,构建了在CIE Lab色域空间内分布相对规则的大容量学习样本.基于对网络训练过程中隐含层神经元节点间相关性和离散性的动态分析,合并或删除了冗余的节点结构.根据学习速率对网络收敛效率的影响,引入全局平均误差(GME)作为权值,对学习速率进行即时调整.仿真结果表明,与传统的BP神经网络相比,优化后的神经网络模型收敛成功率显著提高,收敛速度加快.输出精度能够满足色差要求.

摘要：目前,无线网络相机在环境监控领域、军事监控领域、城市监控领域正发挥越来越重要的作用。在远程或者密闭环境中使用时,无线网络相机由电池供电且不方便更换电池,相机必须满足长时间续航的要求。相机续航时间由相机功耗以及电池容量共同决定,由于电池技术无突破性进展,无线网络相机的低功耗架构设计成为了一个重要的研究方向。首先,罗列和分析了无线网络相机上各种硬件方案以及实际功耗表现。接着,对比了不同编码算法的功耗表现。在相机动态功耗管理方面,提出和分析了无线网络相机的动态功耗模型,为动态功耗管理提供理论基础,还分析了相机状态切换时的功耗模型,确定了超时模式下相机切换状态的阈值时间。最后,提出了无线网络相机的低功耗架构的总体设计流程。

摘要：根据LED发光特性以及彩色滤光片式硅基液晶芯片特性,从成像光学的角度导出了复眼照明系统的基本成像公式.在此基础上由彩色滤光片式硅基液晶芯片目标区域的大小及其对光束入射角以及LED经整形以后的光斑尺寸与发散角的要求,根据推导的复眼系统的基本成像公式计算彩色滤光片式硅基液晶芯片复眼照明系统的初始结构,利用复眼照明系统中的多重共轭成像关系,将复眼成像,中继透镜成像分别优化,最后将两者通过孔径与中间像匹配的基本要求进行复眼阵列组合,设计了基于彩色滤光片式硅基液晶芯片的大照度入射光下的复眼照明系统.该系统以较小的复眼数,在保证彩色滤光片式硅基液晶芯片照明要求的条件下,较好地解决了照明系统效率、均匀性与大角度问题.与传统计算方法相比,该方法简单明了.非成像软件的模拟结果证明该方法准确,均匀性好,效率高.实验样机结果验证了本文所提方法的正确性和有效性.

摘要：在传统的单狭缝光谱仪基础上得到了系统方程.介绍和分析了哈达玛变换光谱仪的工作原理以及优缺点,并对其加以改进,提出通过增加探测器和入射面维数获得多通道信息.在此基础上对系统方程进行变换,并导出利用二维静态多通道编码板代替传统一维狭缝的光谱仪理论模型,该模型避免了哈达玛等光谱仪复杂的光学机构以及机械移动结构,使系统小型紧凑.理论分析和模拟实验表明,系统在保证分辨率的基础上可以大幅度提高光通量从而提高系统的信噪比,实现了分辨率和通光量的双增益.针对具体编码板,设计了实际的光学系统并进行模拟,得到的实验结果与理论分析一致,证明了该系统的可行性.

摘要：随着LCOS技术的发展,投影仪趋于微型化,而投影系统的分辨力也不断提高,因此对投影仪的光源系统的要求就越来越高,希望得到高强度以及光学扩展量小的光束。对普通的光源系统进行分析和模拟,并且对投影仪系统中经常用到的光学器件例如光管、复眼透镜等进行分析,探讨了在微型投影仪的光源设计中如何选择光源,以及根据选择的光源进行设计。