Разработка и исследование цветных проекторов с повышенной световой эффективностью на базе микродисплеев

• Автор: Соколов, Кирилл Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : 153 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы, цель и задачи исследования, методы исследования, научная новизна работы и основные положения, выносимые на защиту

В.1. Требования к проекционным системам в зависимости от сегмента

рынка

В.2. Основные требования к проекционным дисплеям в зависимости от

величины экрана

В.З. Типы микродисплеев, применяемых в современных проекционных

системах: І-СоБ против ОІШ

В.3.1. Ключевые характеристики основныхтипов микродисплеев

В.4. Основные компоновочные схемы современных проекционных систем и
их ключевые элементы
В.4.1. Типы проекционных систем на основе МД
В.4.2. Ключевые элементы, определяющие световую эффективность
современных проекционных систем
В.4.2.1. Эффективность осветительной системы
В.4.2.2. Коллективная эффективность осветителя (влияние этандю)
В.4.2.3. Повышение эффективности осветителя за счет циркуляции света
В.4.2.4. Эффективность цветоформирующей системы (ЦФС)
В.4.2.5. Цветовая коррекция или цветовой баланс
В.4.2.6. Эффективность МД
В.4.3. Сравнительный анализ световой эффективности для различных
архитектур проекционных дисплеев
В.5. Стоимость
В.6. Выводы

ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ СВЕТОВОЙ *
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВЕТИТЕЛЬНОГО БЛОКА
1.1. Особенности оптического моделирования дуги газоразрядной лампы как ключевой фактор при оценке световой эффективности проекционной системы
1.1.1. Особенности газоразрядных ламп с малым межэлекгродным расстоянием
1.1.2. Этандю как основной фактор, влияющий на эффективность использования светового потока от источника света в проекционных дисплеях
1.1.2.1. Этандю
1.1.2.2. «Золотое правило» сохранения этандю
1.1.2.3. Аналитическая модель этандю для системы лампа-отражатель
1.1.3. Какой метод моделирования реального профиля дуги выбрать?
1.1.4. Реконструкция 3D профиля дуги из 2D ПЗС-изображения методом Обратного Преобразования Абеля (ОПА)
1.1.5. Аподизация интенсивности излучения лампы
1.1.6. Проверка ' результатов моделирования: график коллективной
эффективности как главный критерий сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными
1.1.7. Сравнительный анализ лучевой модели разрядной дуги и восстановленного профиля методом модифицированного ОПА
1.2. Применение контротражателей в высокоэффективных осветителях повышенной яркости. Их достоинства и недостатки. Результаты моделирования и анализа в САПР ОС ASAP™
1.2.1. Основные типы отражателей, применяемых в проекционных дисплеях
1.2.1.1. Эллиптический отражатель (ЭО)

1.2.1.2. Параболический отражатель (ПО)
1.2.2. Металлогалоидная лампа и ее пространственное распределение яркости
1.2.3. Назад к основам: геометрический фактор или этандю и критерий высокоэффективной осветительной системы
1.2.4. Использование контротражателя с основными типами отражателей
как эффективное средство повышения яркости
1.2.4.1. ЭО со сферическим контротражателем (СКО)
1.2.4.2. ПО с плоским контротражателем
1.2.4.3. ЭО с плоским контротражателем (ПКО)
1.2.4.4. Двойной параболический отражатель
1.2.5. Схема анализа повторного прохождения света через колбу
1.2.6. Оценка дополнительной нагрузки на лампу из-за контротражателя
1.3. Особенности схемотехники, обеспечивающей создание
равномерного освещения на экране. Типы интеграторов:
многолинзовый растр («глаз мухи») и стержнеобразный
(тунелеобразный) интегратор
1.3.1. Особенности расчета и использования линзовых растров (ЛР) в качестве световых интеграторов в высокоэффективных проекционных системах
1.3.1.1. Принцип действия многолинзового интегратора
1.3.1.1.1. Однорастровый МЛИ
1.3.1.1.2. Двухрастровый МЛИ - Добавление Массива Полевых Линз к однорастровому МЛИ
1.3.1.2. Усложнение формы линз второго растра (МР2)
1.3.1.3. Применение МЛИ в проекционных системах. Результаты
моделирования и анализа с помощью программы оптического дизайна Code V
1.3.1.4. Расчет параметров МЛИ в зависимости от F/# осветительной
системы и анализ модели в Code V
1.3.1.5. Влияние количества линз в ЛМ на равномерность освещения кадра

ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ СВЕТОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВЕТИТЕЛЬНОГО БЛОКА
Осветительный блок проекционного дисплея во многом предопределяет тот световой поток, который необходимо получить на экране с заданными размерами, чтобы зритель мог с комфортом воспринемать изображение на экране в тех или иных условиях (например, при дневном свете или в темной комнате). Поэтому осветительный блок без преувеличения можно назвать ключевым. Он включает в себя такие оптические компоненты как источник света с рефлектором, интегратор, формирующую оптику, систему преобразования поляризации (опционно). Помимо формирования заданного светового потока на экране, другой задачей осветительного блока является формирование равномерной освещенности в плоскости микродисплея с заданным форматом. Главная задача инженера-оптика - разработать высокоэффективную осветительную часть, не забывая при этом о других важных характеристиках проекционного дисплея (таких, как себестоимость, надежность, взаимозаменяемость и т.д). Для этого необходимо иметь четкое представление о принципах действия ключевых элементов осветительной системы и особенностях их разработки. В следующих подразделах основные элементы осветительной системы будут рассмотрены более подробно.
1.1. Особенности оптического моделирования дуги газоразрядной лампы как ключевой фактор при оценке световой эффективности проекционной системы.
Точное компьютерное моделирование сложной оптической системы (такой, как проекционный дисплей) - далеко непростая задача. При этом важнейшим элементом является источник света (обычно - газоразрядная лампа), которая не является точечным источником и имеет не только очень сложное пространственное распределение яркости, но и сложный состав спектрального излучения. Гра-