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投影光源、照明与物镜联合设计

📚 共计 30 章节
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第1章
投影光学概述
追溯投影显示技术发展史，解析DLP、LCD、LCoS三大主流系统架构，深入探讨亮度、对比度、分辨率与均匀性等核心性能指标。
发展史系统分类性能指标
第2章
几何光学基础
从费马原理出发，系统学习折射与反射定律，构建理想光学系统模型，掌握共轴球面系统与光阑孔径的设计逻辑。
费马原理理想光学光阑
第3章
光度学与色度学基础
厘清光通量、发光强度、照度与亮度概念，掌握色温、色域及CIE色度图在投影系统色彩还原中的核心应用。
光度学色度学CIE
第4章
光源选型与设计
对比LED、激光、高压汞灯等光源特性，重点分析光源耦合效率与光谱匹配对系统光效及色彩表现的影响。
LED激光耦合效率
第5章
照明系统设计（一）
深入复眼透镜（蝇眼透镜）工作原理，掌握设计参数选取与均匀照明理论，实现高均匀度照明光斑。
复眼透镜均匀照明设计参数
第6章
照明系统设计（二）
聚焦方棒（光导管）积分器与锥形棒设计，详解耦合系统设计方法，提升照明系统光能传输效率。
方棒积分器锥形棒耦合系统
第7章
照明系统设计（三）
对比柯勒照明与临界照明方案，对照明系统进行优化设计，系统分析光能利用率与均匀性平衡。
柯勒照明临界照明光能利用率
第8章
投影物镜设计（一）
梳理折射式、折反式、远心与非远心物镜类型，掌握F数、焦距、视场角等基本参数对成像质量的影响。
物镜类型F数视场角
第9章
投影物镜设计（二）
系统学习球差、彗差、像散、场曲、畸变及色差理论，掌握针对投影物镜的像差校正策略。
像差理论色差校正策略
第10章
投影物镜设计（三）
学习初始结构选取方法，掌握Zemax/OpticStudio软件操作，熟练运用评价函数进行像质评估。
初始结构Zemax评价函数
第11章
投影物镜设计（四）
开展优化实战，通过MTF与点列图分析评价成像质量，并入门公差分析，确保设计可制造性。
MTF点列图公差分析
第12章
DLP投影系统设计
解析DMD芯片工作原理，设计TIR棱镜，匹配照明与成像光路，掌握偏轴设计关键技术。
DMDTIR棱镜偏轴设计
第13章
LCD投影系统设计
研究LCD面板原理，设计PBS棱镜与X-cube合色棱镜，实现高精度光路对准与色彩合成。
LCD面板PBSX-cube
第14章
LCoS投影系统设计
掌握LCoS面板特性，设计PBS与QWP组合，完成三片式合色光路设计，提升对比度与色彩纯度。
LCoSQWP三片式合色
第15章
激光投影系统设计
攻克激光消散斑技术，探索激光扫描投影与激光荧光体投影方案，实现高亮度与广色域。
消散斑激光扫描荧光体
第16章
超短焦投影设计
设计自由曲面反射镜与离轴反射系统，校正畸变并引入数字微镜校正，实现大画面超短焦投射。
自由曲面离轴反射畸变校正
第17章
全景鱼眼投影设计
掌握鱼眼镜头设计特点，应用等距投影与等立体角投影模型，精细控制畸变以获取全景视场。
鱼眼镜头等距投影畸变控制
第18章
光波导与AR投影
对比几何光波导与衍射光波导方案，研究Birdbath架构与光瞳扩展技术，实现轻量化AR显示。
几何光波导衍射光波导光瞳扩展
第19章
投影系统杂散光分析
识别杂散光来源，进行鬼像分析，设计高效镀膜与遮光罩，提升系统对比度与成像纯净度。
杂散光鬼像遮光罩
第20章
热管理与散热设计
分析光源热源特性，开展热仿真，设计散热结构并补偿热致像差，保障系统长期稳定运行。
热源分析热仿真热致像差
第21章
公差分析与装配
制定光学与机械公差，运用蒙特卡洛分析评估装配风险，掌握主动对准与被动对准工艺。
光学公差蒙特卡洛主动对准
第22章
投影系统测试与评价
熟悉光度计、色度计、MTF测试仪等设备，依据ISO/ANSI标准对投影系统进行全面测试评价。
测试设备ISOANSI
第23章
投影镜头设计进阶
探索非球面、衍射光学元件（DOE）及自由曲面在投影镜头中的优化应用，突破传统设计限制。
非球面DOE自由曲面
第24章
投影系统仿真软件进阶
掌握LightTools、TracePro、Zemax非序列模式，开展联合仿真，实现系统级光机一体化分析。
LightToolsTracePro联合仿真
第25章
投影系统设计实例（一）
完整设计便携式微型投影仪，基于LED光源与DLP方案，从照明到成像全流程实战演练。
微型投影LEDDLP
第26章
投影系统设计实例（二）
挑战高亮度工程投影机，采用激光光源与DLP架构，攻克大光通量与高均匀性设计难题。
工程投影激光高亮度
第27章
投影系统设计实例（三）
设计超短焦激光电视系统，整合自由曲面反射与数字校正，实现沉浸式家庭影院体验。
激光电视超短焦自由曲面
第28章
投影系统设计实例（四）
深入车载HUD光学设计，解决阳光倒灌、杂散光与眼盒扩展问题，打造安全智能的抬头显示。
车载HUD眼盒阳光倒灌
第29章
投影系统设计实例（五）
基于几何光波导方案设计AR眼镜光学系统，优化光瞳扩展与视场角，实现轻量级增强现实。
AR眼镜光波导光瞳扩展
第30章
前沿技术与趋势
展望全息投影、计算光学、AI辅助光学设计及MicroLED、量子点等新型光源，把握行业未来方向。
全息投影计算光学MicroLED