一种结构光发生器系统的设计开题报告
9171040G0323沈志耀
指导教师：何勇教授
从20世纪末至今，世界迎来了又一次的产业革命，这次产业革命以信息产业为核心。随着全球信息化进程的不断加快，信息产业的迅猛发展，信息产品和信息服务对于国家、企业、家庭、个人等等都是必不可少。在这当中，信息的产生、分析、传送、显示尤为重要。新的信息种类更是层出不穷，日趋丰富，以枯燥文本为主的信息传递方式早巳经成为过往，取而代之的是以生动鲜活的图像、声音等多媒体形式为主的新型信息传递方式。而投影显示产业作为图像信息的主要载体，被广泛地加以应用，超大屏幕，丰富色彩，高亮度以及高清晰度的投影显示效果成为人们所越来越热衷于追求的目标，这也促进了投影显示技术的不断进步及完善[1-2]。
从1839年奥古斯特发明的幻灯机——历史上第一台投影仪到后来的光学投影仪,再到今天的数字投影机以及液晶投影仪,投影技术发展到今天,已经不单是放映清晰高效的影像效果如此简单的要求了。由于投影机广泛应用于生活、商业、教育、军事等各个领域,这就使得用户要求其具有越来越高的高效性、轻便性,因此,微型投影随之应运而生[3]。
结构光是一组由投影仪和摄像头组成的系统结构。用投影仪投射特定的光信息到物体表面后及背景后，由摄像头采集[4] 。因此，结构光发生器系统本质上就是一台投影仪，设计一种结构光发生器系统本质上就是设计一个较好的微型投影系统。今天，微型投影仪被广泛应用在电脑、智能手机、液晶电视乃至高端的军事指挥、大型会议、模拟训练用显示设备、公共场所视听设备、中小型办公室会议设备、教学设备等等。总之，投影显示应用十分广泛，应用研究前景广阔。
沈华、何勇、朱日宏在《LCD投影系统光学引擎的计算机仿真分析》一文中提到光学引擎是决定 LCD投影系统色度、光度品质的核心部件之一。 根据投影系统光学引擎的结构特点 ,结合色度学原理 ,利用光路追踪法编制了光学引擎的色度、光度仿真分析软件。 仿真分析软件具有双向功能: 对引擎的光学系统可进行色度光度计算 ,并可根据色度、光度指标优化光学引擎结构。将仿真与实际的光学引擎进行了对比实验 ,得到多组投影视场的色坐标对比数据 ,最后用软件优化了一个光学引擎 ,得到该引擎结构的优化数据。实验结果表明: 该软件可提高光学引擎的设计效率[5]。因此，可以利用ZEMAX软件对系统进行辅助设计。
代会娜、刘昆、李忠江、董冰等人在各自的文章中从不同角度分析了现有的微型投影系统光学引擎技术，目前主要有两种技术，分别是DLP技术以及LCOS技术。经过分析和比较，董冰在《微型投影光学系统》中从尺寸、光电效率、分辨率、色纯度、对比度、产业这六个角度对两种技术进行了对比。综上所述,长远来看,如果TI公司没有重大的技术突破或较好的市场策略,在将来,随着微型投影产业的井喷,LCOS会比DLP技术占有优势,就目前使用特殊偏振光控制膜的LCOS光引擎在性能上已经比DLP略胜一筹,随着技术的进步,相信作为一个更加开放的LCOS平台,一定会有不错的表现[6]。
李忠江在《高分辨率LCOS光学引擎的光学系统设计》中针对塑料非球面的应用介绍了塑料非球面设计的特点和设计原则又简要介绍了光学设计原理和像差理论的知识,其中包含了远心光路的一些特点,最后分析了设计要求得到要设计的投影物镜的各个参数,结合以前设计的投影物镜,设计出符合要求的投影物镜
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