基于FLCOS技术的微型投影机光学系统设计

1、医一论文发袤专家一J中国黠斛网fwww.qikanwang.nel基于FLCO战术的微型投影机光学系统设计摘要：led微型投影机是光电显示技术领域的最新发展，将引起移动数码显示设备的革命。flcos是一种硅基铁电液晶，比较常规的显示芯片技术，它具有色彩表现性好、响应速度快、耗能低、对比度高等优点。文章研究led微型投影机的光学引擎系统，运用tracepro设计和模拟它的光学系统，采用简单的透镜组系统代替复杂的tir透镜，获得较高的光学效率。关键词：微型投影机；flcos；led;光学引擎designofopticalsystemformicro-projectorbasedflcostechn

2、ologylinpeng1,kongru-bin2,yujian-hua2,zhangqi2,gongxiang-dong2,liuwei-jie1,2,yehai-zhou2,wuguo-cheng2,luoliang-yu1(1.lasereffectsco.,ltd.,dongguanguangdong523000,china;2.collegeofelectronicscienee&technology,shenzhenguangdong518060,china)abstract:theledmicro-projectoristhelatestdevelopmentofopto

3、electronicaldisplaytechnologyandwillcausearevolutionofmobiledigitaldisplay.flcosisakindofferroelectricliquidcrystalonsilicon,whichhasrichcolor,hispaper,westudytheopticalengineoftheledmicro-projectorsystem.theopticalsystemwasdesignedandsimulatedbytracepro.ahigho

4、pticalefficiencyhasbeenobtainedbuapplyingasimplelenssysteminsteadofcomplextirlens.keywords:micro-projector;flcos;led;opticaleigine近年来，一种全新的投影显示技术一一微投影（micro-projection）进入了人们的视野，该技术的特征是微型化，根据应用一般分为：（1）便携式单机投影机，用于个人娱乐、办公或商务；（2）嵌入固定数码设备，例如电脑，游戏机等；（3）嵌入移动设备，典型的是手机。特别是微型投影模块嵌入到笔记本电脑、数码相机、pda，甚至智能手机内，将突破便

5、携式数码设备屏幕太小的限制，投射出大屏幕的影像画面，它将真正实现个人移动网络信息的显示与共享1。新型的led投影光源相比传统的气体灯具有体积小、节能环保和寿命长等优点，特别适合于微型投影技术2-3。flcos是一种新型的硅(ferroelectricliquidcrystalonsilicon基铁电液晶显示技术，它比传统的液晶技术效率更高、功耗更低。本文采用新型led光源技术以及硅基铁电液晶flcos投影技术，研究led微型投影机的光机系统。1flcos微型投影机系统原理基于flcos技术的led微型投影机的工作原理如图1所示，led照明光源经过led驱动系统点亮输出r、g、b三基色光，首先经

6、过卜一论文发表专家一J中国学木期刊网.qikanwangPnet光束整形系统转换成一束小角度的均匀照明光，然后经过偏振光束分离器(polarizingbeamsplitter,pbs)使得p、s光分离形成偏振光照到flcos投影面板上。flcos投影面板是一种反射型空间光调制器，它根据视频控制系统输入的视频信号控制屏上每个像素点的电压和偏振状态的时间，从而生成一幅像素图像，最后经flcos屏反射的偏振光再次通过pbs后被投影镜头放大，投射到投影屏幕实现投影效果。2系统的设计与仿真2.1光学系统的设计和系统结构针对flcos投影技术，我们希望在较暗光环境下能够投射出50英寸的清晰画面，就需要投影机能够投射出至少15lm的光通量，暂不考虑投影屏幕上的照度均匀性指标。光学引擎使用了单片的flcos投影面板，照明系统结构如图2所示，包括3颗高亮度led、3套照明聚光镜组、1块x-cube、1个会聚透镜、1块flcos投影面板和1个投影镜头。2.2照明聚光镜组在结构设计上，由于聚光透镜设计时首要考虑的是光通量而非成像，所以对像差的要求并不高，甚至有些像差根本不用考虑，仅仅需要控制的是球差。所以决定系统