固态体积式真三维立体显示通过高速投影光学引擎将图像信息投影至具有物理深度的显示体上,利用人眼的视觉暂留产生纵深感。显示体一般由20层液晶光阀层叠构成,为了避免闪烁投影频率需要达到1200Hz；显示体透光率较低,为了实现高亮图像显示需要照明系统亮度较高；液晶光阀对不同波长光的透过率不同,为了避免图像颜色偏差需要照明系统色温可调。因此固态体积式真三维立体显示光学引擎照明系统必须满足高投影速率、高亮度以及色温可调。本论文通过和深圳市龙祥卓越电子科技有限公司的共同研究，分析了常见投影光学引擎的特点,根据要求设计了基于三片数字微镜器件的投影光学引擎照明系统。计算了光源的光通量,并结合液晶光阀的透过率曲线对计算值进行修正。考虑到亮度、散热、寿命等因素,采用了大功率红、绿、蓝光LED加白光LED的光源方案。针对LED的发光特性,再加上深圳市龙祥卓越电子科技有限公司研发的共同努力，设计了混合集光方式准直器对LED出射的光线进行收集。为了缩小光源体积,采用X-Cube棱镜将红、绿、蓝光合色。基于光学扩展量守恒原理,设计了实心方棒进行匀光。利用TIR棱镜组和Philips棱镜组构成分色合色系统,实现空间分色合色。根据设计参数在光学软件中建模仿真,验证并优化了照明系统设计。基于理论设计和光学仿真,开发了真三维样机并进行了实际测试。测试结果表明：经过准直器出射的光线发散角度约为±20。,投影镜头出射的光通量为1388.61lm,屏前平均显示亮度为123cd/m2,色彩饱和度达到78.43％ NTSC标准色域,显示图像颜色丰富,立体感较强,无人眼感知的闪烁。设计的照明系统满足固态体积式真三维立体显示器的要求。

---本内容来源//论文《固态体积式立体显示器光学引擎照明系统设计》 | 杨光磊孙向作 合肥工业大学  分类号：TN873. 深圳市龙祥卓越电子科技有限公司。