摘要：在方棒照明系统的基础上,根据激光光源的发光特性和准直性,设计了一款用于激光投影显示的,基于光棒匀光的照明光路系统。此系统具有结构简单、开发周期短、加工成本低的优点。仿真结果表明:设计的激光投影机光能量利用率达到78%,均匀度达到85%,满足激光投影显示中对集光和照明的设计要求。

摘要：纯激光光源的投影产品是显示技术发展的未来趋势之一。为了使用多个激光二极管作为光源实现大功率的均匀照明,设计了一种激光照明系统,在基于自由曲面阵列的匀光系统前增加两个透镜和圆形光棒以进一步提高目标面均匀度。激光阵列经准直后会聚到圆棒中传输,再经过透镜准直出射,通过自由曲面阵列后经场镜会聚到目标面上,形成均匀的照明区域。借助软件仿真模拟后发现:引入圆棒混光后,目标面均匀度从77.59%提高到90.99%。此外,还对自由曲面阵列单元的形状进行了研究,结果表明,相比于正方形的结构单元,选取与目标面长宽比一致的自由曲面单元可以得到更好的均匀度。

摘要：激光投影显示通常需要解决光束整形匀化和散斑抑制的问题。基于此,提出利用硅基液晶(LCoS)空间光调制器(SLM)同时解决上述问题的方法。利用衍射光学元件(DOE)精细化设计思想设计所需整形DOE的相位分布,可以同时较好地控制采样点与采样点以外的光场强度分布,将圆形高斯分布照明激光束整形成平顶矩形光场;在不同的初始相位条件下,设计得到的多幅DOE生成具有相同强度分布、不同相位分布的衍射图样。当SLM依次调制出这些衍射图样,通过时间积分将这些衍射图样相叠加,不仅可以进一步提高光斑均匀性,同时还可以抑制散斑。仿真结果表明,通过叠加16幅衍射图样,该方法可使照明光斑均匀性从74%提高到92.57%,屏幕上图样散斑对比度由0.991减小为0.2508。该方法稳定性高,能耗低,且所用器件尺寸小,为微投影显示结构设计提供了有益参考。

摘要：激光投影显示技术是显示技术近年来的发展趋势,本文设计了一种新的针对激光光源的照明系统,它由激光器阵列作为光源、改进的卡塞格林汇聚系统、光纤导光棒、激光散射器及4f中继系统组成。改进的卡塞格林汇聚系统收集激光器阵列发出的光能耦合进光纤,激光在光纤中传输,使光束混合均匀,激光散射器对光束匀光及整形,通过4f中继系统照射在0.61英寸(1英寸=2.54 cm)LCOS芯片上,形成高效均匀的照明光束,光纤可弯曲可合束能实现超高亮度照明。用光学扩展量评价了系统的光能利用率。最后通过软件模拟,验证了方案的可行性。

摘要：以非成像理论中光学扩展量的传递规律为依据,给出了激光二极管(LD)阵列作为光源的新型激光投影显示系统中方棒照明光路元器件尺寸及入射光束孔径角的确定方法。选用3×8红光LD阵列作为光源,0.45inch(1inch=25.4mm)硅基液晶(LCOS)芯片为空间光调制器(SLM),应用光学设计软件Zemax给出了方棒照明系统的设计实例,包括LD阵列光源光束整形系统、方棒匀光系统、方棒中继系统的设计。结果显示方棒照明系统具有较高的光能利用率及较好的光斑均匀性。由此得出较高光能传递质量的新型激光投影显示系统中方棒照明系统的设计方法。

摘要：激光光源在数字投影显示系统中的使用日趋广泛并成为未来发展的方向之一。衍射光学元件(DOE)用于激光数字投影系统,可利用其整形能力强、匀光性能好、体积小的特点实现空间光调制器件的高效率均匀照明,并有利于投影系统照明光路简化,提高系统集成度。基于傅里叶变换的分步迭代方法进行了该类DOE元件的优化设计。DOE采用16台阶位相结构,设计结果实现了激光整形、匀光功能,其照明能量利用率达到85%以上,照度均匀性优于90%,与目标光强分布的均方根偏差小于7%。

摘要：通过选择适当的光学材料,并且将它们合理地安排在一起,设计完成了激光LCOS投影机的光学引擎。光学组件包含3块LCOS面板和三基色的激光光源。在光学设计中使用光学软件ZEMAX对光学引擎进行了优化。设计的光学引擎证实了激光LCOS显示的高效率和均匀性,并且所有指标都满足激光LCOS显示的要求。

摘要：为了提高投影仪的成像品质,提出了一种以激光作为照明光源,对激光扩束、准直,并使用位相片调制相位,以X棱镜实现RGB光源的合束。为了解决激光散斑问题,提出了一种利用压电陶瓷结合位相片,将时间上连续的激光分成多束独立的激光脉冲,产生N个独立的散斑图像,对N个独立的激光散斑图案进行叠加,从而实现了对激光散斑的抑制,理论上实现了叠加后的散斑对比度可以降为原对比度的1/N^(1/2)。在20ms内,位相片实现了30幅独立的散斑图案的叠加,通过对散斑图案的采集和分析,单幅散斑图案的对比度为0.993,叠加后散斑对比度降至0.191;结果表明散斑图案的叠加使散斑对比度得到了抑制。为后续的激光投影光路设计提供了一个参考。

摘要：在激光投影显示技术中,引入振动光纤的方法能够以较小的能量损失减弱激光散斑.本文利用广义范西特-泽尼克定理对激光投影显示中采用振动光纤抑制散斑做了理论分析.结果表明,散斑衬比度的大小取决于光纤的模式数和投影系统的光瞳大小,对于相同大小的像面,收集更多的光纤模式数和增大孔径均可减弱散斑衬比度.用两种不同的多模光纤所做的对比实验定性证实了这一结论.研究结果对光纤的选择和投影系统的设计有一定的指导意义.