激光混合光源DLP投影光引擎的开发

摘要

投影显示是一种通过光电转换将图像信息显示在幕布上的技术，它具有高亮度、高分辨率、数字化等特点，因此得到了广泛的应用。从阴极射线管投影技术的一枝独秀到液晶投影、数字光引擎投影、反射式液晶投影三国演义，数字光处理投影技术以其高光效率、高对比度、高可靠性和高灰阶精度的优势，逐渐在液晶投影、反射式液晶投影的争夺中占得上风，发展成为目前市场上的主流投影显示技术。
　　在投影行业迅猛发展的同时,越来越多的人意识到光源的寿命问题是决定未来投影行业发展的风向标。只有在新光源的带领下，投影行业才能一步一步迈向更加光明的未来。作为应用新型光源的重要代表，激光混合光源投影系统具有长寿命、宽色域、环保、快速开关和高光效的特点，成为极具发展前景的新光源投影系统。激光混合光源投影机在有着超长寿命的同时，更具备近似传统超高压汞灯投影机的显示性能。随着技术的进一步成熟，激光混合光源投影机有望取代目前超高压汞灯投影机，成为投影机市场的主流。
　　激光混合光源是一种利用激光激发荧光色轮发光的光源技术，只需一组激光模组即可产生高亮度的三基色光。采用这样的设计可以有效地解决绿色激光光源价格昂贵且性能不稳定的问题，而且避免了三色激光光源散斑和相干等问题。激光混合光源的核心器件是激光二极管阵列和荧光色轮，这与数字投影技术投影的光源架构非常接近，非常适合应用于DLP投影系统。
　　本文根据激光混合光源应用于投影技术的优势和特性，制定了一套激光混合光源投影光引擎的设计方案。投影光引擎选用0.55英寸12度数字微镜器件，物理分辨率1024×768，照明光路部分采用远心光路设计，并选用了德州仪器最稳定的DDP2431芯片方案。DDP2431不仅稳定可靠而且功能强大，支持大多数主流功能，可以接受和处理几乎所有主流视频格式。
　　为了获得最佳的色彩效果，需要进行一系列的色彩校正。优化灰阶的Gamma校正、调整色坐标的色坐标校正算法校正以及增强亮度和色度的极致色彩技术，是几项十分有用的功能。它能够一定程度的从不同方面来弥补和增强投影引擎的显示效果。尤其是极致色彩功能，启用该功能能大大增加亮度。
　　在本文的阐述过程中，首先介绍了投影技术的起源和分类，比较了数字光投影技术、阴极射线管投影技术、液晶投影技术以及反射式液晶投影技术的技术特点和各自优缺点。紧接着本文又介绍了单片式数字光处理投影技术的架构和主要部件，并着重讲解了光源的种类、发展和优缺点。之后本文又详细介绍了激光混合光源光引擎的光学设计、电路设计以及对于颜色性能提升方面的技术应用。最后进行了系统评测以及对其提出了后续进一步改进的想法，并对未来做了展望。

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第一章 绪论

1.1 投影显示技术简介

1.2 光源的分类与发展

1.3 课题研究背景

1.4 论文的研究内容

第二章 DLP投影光引擎

2.1 DLP投影系统原理

2.2 DMD投影技术芯片的优势

2.3 DLP投影技术的分类

2.4 单片式DLP投影光学系统架构

2.5投影机关键指标

2.6 本章小结

第三章 激光混合光源投影光引擎系统设计

3.1 光学设计

3.2 激光混合光源光投影引擎电路设计

3.4 本章小结

第四章 色彩性能优化及系统测试

4.1色彩性能优化

4.2 系统测试

4.3 后续改进

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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