基于数字光处理的短焦微型投影光学系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2022年第5期北京时间：

作者：潘国涛,王武,彭礼威,刘欣,刘才,闫镜伊,闫钰锋

单位：长春理工大学 光电工程学院

摘要：由于投影仪逐渐走向大众化，产品从原来的专业应用向个人或家庭应用迅速转变；为满足短焦微型投影小型化、高照度、低功耗等需求，设计了一款适用于0.3″单片数字光处理器的短焦微型投影光学系统；本文基于复眼透镜的匀光特性，利用复眼透镜匀化整形光源，结合棱镜转向的照明技术方案，完成了照明系统设计，分析了照明系统的光照度分布；其次，基于反远距结构的成像原理，结合非球面和像方远心技术，在缩短光路的基础上增大了成像系统的景深；最后，建立成像系统的仿真模型，分析成像系统的像质和公差；结果表明:照明系统在数字微镜器件上的照度均匀性为90.91%，整个系统的光效率达到了88.45%；成像系统长度为53.9mm，全视场达到67°，在93lp/mm处调制传递函数大于0.52，畸变小于1.0%；该系统具有结构简单紧凑、体积小、照度高等优点，满足要求。

关键词：短焦;微型投影;复眼透镜;反远距结构;照度均匀性

基金资助：高等学校学科创新引智计划(D21009)；吉林省科技发展计划项目(20200401054GX、20210201139GX)；吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20200756KJ)；长春理工大学青年基金(XQNJJ-2019-01)