【正文】 ZEMAXEE 包含了 ZEMAXXE 的所有功能，所以 ZEMAXEE 版本功能更強大。在各個 界面參數(shù)中可以由用戶定的參數(shù)都可以作為優(yōu)化變量。 會聚透鏡的參數(shù)設(shè)置為：半徑也為 3mm，厚度為 ,前面的曲率半徑是 0，后一個面的曲率半徑為 50。 圖 系統(tǒng)默認(rèn)膜層 ZEMAX 軟件提供了自定義膜層 ， 可自己定義。所以用于應(yīng)用的話，還要考慮更多的因素。光機電信息 [J]， 2020,26（ 9） [14] Peter Janssens1, Koen Malfait液晶與顯示 [J]， 2020,22（ 4） 410~417 [13] 陳宇航，韓雪，李守榮 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 28 頁 6 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計做到現(xiàn)狀，總算是告一段落，有過順利的時候，也有問題連連的時候。但是在 ZEMAX 軟件所給出的默認(rèn)膜層中沒有適合的。玻璃材料為 BK7。它通過一個主菜單下的 Tools/Optimization 命令完成。接下來，將主要介紹 ZEMAX 軟件。所以 PBS 應(yīng)優(yōu)先選用在平行光路中，或用于會聚角較小的會聚光路中，會聚角要小于 177。在所要求的波段內(nèi)，透過率要求大致為： P 偏振光的平均透過率 TD。實際上，起偏器和檢偏器是可以通用的。如 LCOS 用在投影顯示系統(tǒng)中需要利用光的偏振特性，才能實現(xiàn)光的調(diào)制。 和 LCD 比較， LCOS 技術(shù)僅擁有一個光學(xué)面 [9]，從而能夠利用另一個平面配置驅(qū)動電路。 LCOS 投影顯示技術(shù) 的成像原理 LCOS 投影技術(shù)的成像采用反射式光路 [8]。飛利浦在 LCOS 產(chǎn)品上主要技術(shù)方向是單片式時序成像背投電視機產(chǎn)品。 60’以上的產(chǎn)品，具有解析度高，價格適中等優(yōu)勢。 LCOS 技術(shù)在以后 大屏幕顯示 應(yīng)用領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢，它沒有晶元模式，且具有開放的架構(gòu)和低成本的潛力。 雖然 DLP 投影機所占的市場分額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 LCD 投影機，但作為新型產(chǎn)品， DLP 投影機在體積、重量和亮度等方面具有先天優(yōu)勢，更適合現(xiàn)代電子商務(wù)與家庭影 院的需要，尤其是其超便攜性能完全超過了 LCD 投影機， DLP 投影機已成為繼 CRT 投影機和 LCD投影機之后的第三類產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域與市場前景不可估量。 DLP 投影機的關(guān)鍵成像器件 DMD（ Digital Micromirror Device：數(shù)字微透鏡裝置）是一種由德州儀器公司自行研制開發(fā)的、可通過二位元脈沖控制的半導(dǎo)體元件。不過， CRT 投影機分辨率高 ,對比度好 ,色彩飽和度佳 ,信號的兼容較強，技術(shù)十分成熟，加上 CRT 投影機掃描式的成像特點和在分辨率、亮度、對比度、飽和度、線性、枕形、梯形等方面具有調(diào)節(jié)功能， CRT 投影機在航空航天、遙控監(jiān)控行業(yè)中起到其它投影機無法替代的作用，所以應(yīng)用于相對高端的專業(yè)領(lǐng) 域。由于反射光線是在空中傳輸?shù)摹? （ 7） 幾家背投屏幕企業(yè)已經(jīng)建立起來，現(xiàn)在正在改進產(chǎn)品質(zhì)量，努力滿足整機企業(yè)需求。近 10 年來，從 LCOS 技術(shù)在中國的萌芽，到中國電子視像行業(yè)協(xié)會大屏幕 投影 顯示設(shè)備分會牽頭組建我國第一條產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，直至今天國內(nèi) LCOS 產(chǎn)業(yè)鏈的初步形成， LCOS 在我國的發(fā)展經(jīng)歷了 一個艱難的歷程。 MD 投影式激光顯示產(chǎn)業(yè)從發(fā)展前景來看前途是光明的 [2]。由于投影光線在一個封閉的暗室內(nèi)傳輸，不受環(huán) 境光影響，因此即使在明亮的燈光下，背投的圖像質(zhì)量依然較好，但它的缺點是需要占用一定的空間。 LCD 投影機的體積取決于液晶板的大小，液晶板越小，投影機的體積也就越小。 DLP 投影機實際上是一種基于 DMD技術(shù)的全數(shù)字反射式投影設(shè)備。像素的尺寸大小從 7 微米到 20 微米，對于百萬像素的分辨率，這個裝置通常小于 1 英寸。缺點是模組的制程較為 繁瑣，各生產(chǎn)階段良率控制不易，成本難以有競爭力。 LCOS 可視為 LCD 的一種，但傳統(tǒng)的LCD 是做在玻璃基板上，但 LCOS 則是長在矽晶圓上。英特爾聲稱，未來主要經(jīng)歷將放在開發(fā)兩百萬像素全高清級 LCOS 產(chǎn)品上。其成像光路與高檔的百萬元級的 3 片式 DLP 數(shù)字電影放映機基本相同。 LCOS 由于是將 LCD 制于單晶硅片上， LCD 的行、列引出線皆通過半導(dǎo)體工藝在硅片內(nèi)與 IC 相連接，故留在外部的僅有數(shù)條數(shù)據(jù)控制線、時序線及電源線等。 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 28 頁 4 偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 光的偏振特性 光是一種電磁波，電磁波中的電矢量 E 就是光波的振動矢量，稱作光矢量 [10]。白光光源是非偏振的自然光，不能直接照明這兩種微顯示器件，必須把自然光轉(zhuǎn)變成偏振光。光束會聚半角 176。當(dāng) S 光射入 PBS棱鏡后，反射到 LCOS 芯片，透過液晶層到達(dá)底面后反射回來，再次透過液晶層并轉(zhuǎn)變?yōu)?P 光，并可直接通過 PBS 棱鏡，進入后續(xù)投影光學(xué)系統(tǒng)，使在投影屏幕上的圖像呈現(xiàn)亮態(tài)：若 S 光透過液晶層沒有轉(zhuǎn)變?yōu)?P 光，則 S 光由 PBS 棱鏡再次 反射，由原路返清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 28 頁 回，不能進入后續(xù)投影光學(xué)系統(tǒng)，那么投影屏幕上的圖像則呈現(xiàn)暗態(tài)。 ZEMAX 功能強大，采用了菜單式操作界面，容易操作，菜單條目較多。 (2) 設(shè)定優(yōu)化的條件。玻璃材料也為 BK7。 圖 COATING 文件 之后把自定義的膜層添加上， 所以語言為 C 語言。 對未來的 展望 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ， MD 投影式激光顯示產(chǎn)業(yè)從發(fā)展前景來看前途是光明的。Future prospects of highend laser projectors [15] Vandenberghe, P. and Maximus, B., “Challenges and technologies for multichannel projection systems”, SID . Digest Tech. Papers 14(1), 167170 (2020). [16] Karl M. Guttag, Shawn Hurley, Bill Mei [12] 扭曲向列相 LCOS 顯示模式的優(yōu)化設(shè)計分析 增加屏幕的亮度。 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁 共 28 頁 圖 偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 參數(shù) 膜層設(shè)置 根據(jù)之前的系統(tǒng)設(shè)計，這里需要在偏振分光鏡中添加膜層，這種膜層是透射 P 光，反射 S 光。 透鏡的參數(shù)設(shè)置為：半徑為 3mm，厚度為 。 光學(xué)系統(tǒng)成像的分析 ZEMAX 對光學(xué)系統(tǒng)及其成像的特性提供了多種分析工具 [30]，分析工 具集中在系統(tǒng)菜單中 Analysis 下，分析結(jié)果以圖形窗口或文本窗口顯示出來，各個窗口上端有進行相關(guān)操作的菜單，可以進行顯示內(nèi)容的設(shè)置，打印和窗口操作等操作 光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 當(dāng)給出光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)后，可能給定的參數(shù)并不能夠滿足對光學(xué)系統(tǒng)成像性能參數(shù)的實際要求， ZEMAX 允許對光學(xué)系統(tǒng)提出一定的要求，它會給出一個比較滿足用戶要求的光學(xué)系統(tǒng)。譬如美國 Focus Software ZEMAX 軟件，美國 Optical Research Associates公司開發(fā)的 CODE V 軟件、 OSLD(Optics Software for Layout and Optimization)軟件等。從圖 3 可以看出，在會聚光路中， S 偏振光的質(zhì)量要好于 P 偏振光，因 P 偏振光的質(zhì)量波動較大。 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 28 頁 偏振膜：在 5 處膠合面鍍有多層偏振膜，波長 400～ 680nm，對應(yīng)于 R、 G、 B 三基色光路，其截止波段有所不同。 將自然光變成偏振光的過程稱為起偏，用于起偏的裝置稱為起偏器；鑒別光的偏振狀態(tài)的過程稱為檢偏，它所使用的裝置稱為檢偏器。 LCOS 面臨的 問 題 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 28 頁 LCOS 應(yīng)用在顯示和投影系統(tǒng)中具有如上所述的很多優(yōu)勢，但是也存在這較難解決的問題。 LCOS 投影技術(shù)的優(yōu)勢 LCOS 投影芯 片除了上文體提及的擁有理論上最低的成本外還具有著其它的顯著優(yōu)點 。業(yè)內(nèi)分析預(yù)計，隨著 LCOS 技術(shù)的進一步成熟和產(chǎn)業(yè)鏈條的擴大， LCOS 投影顯示技術(shù)正在迎來發(fā)展的春天。 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 28 頁 04 年飛利浦宣布退出 LCOS 產(chǎn)品的開發(fā)計劃。產(chǎn)品，但價格昂貴，投影顯示器適用于 3039。 LCOS 技術(shù)一經(jīng)推出便在全世界范圍內(nèi)造成極大影響，但由于制造工藝等方面原因，目前基于 LCOS 技術(shù)的產(chǎn)品還沒有形成大規(guī)模量產(chǎn)，只有 少數(shù)廠家開發(fā)出了應(yīng)用于投影機的 LCOS 芯片和應(yīng)用 LCOS 技術(shù)的投影機及背投電視機。與 LCD 投影機一樣，DLP 的像元也是固化的，所以它的分辨率調(diào)整功能較差。 DLP 數(shù)字投影技術(shù) 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 28 頁 DLP 投影機是一種光學(xué)數(shù)字化反射式投射設(shè)備。清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 28 頁 因此，與其它類型的投影機相比，在亮度方面， CRT 投影機要低得多，這一直是困繞CRT 投影機的主要因素。 投影顯示系統(tǒng)的分類 前投：投影設(shè)備與觀看的人處于屏幕的同一側(cè)，人眼在屏幕上看到的事反射光線產(chǎn)生的圖像。 清華 大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 28 頁 （ 6） 一些光學(xué)器件企業(yè)都能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，供 應(yīng)光學(xué)引擎企業(yè)與整機企業(yè)生產(chǎn)光學(xué)引擎和整機。 目前， LCOS 技術(shù) (包括 DLP、 LCD 技術(shù)在內(nèi) )的照明系統(tǒng)普遍采用 UHP 燈源 (超高壓汞燈 )，由于其固有的結(jié)構(gòu)和物理特性，使得 LCOS 背投電視存在光源壽命不足的問題，也無法與液晶、等離子技術(shù)的輕、薄優(yōu)勢相抗衡，這與國內(nèi)外家用電視市場普遍認(rèn)可的消費特點和趨勢產(chǎn)生難以化解的矛盾，生存環(huán)境不容樂觀。隨著激光光源技術(shù)發(fā)展，MD 投影產(chǎn)業(yè)將發(fā)生巨大變化，甚至是革命性的。 投影顯示的實現(xiàn)方式 CRT 投影技術(shù) CRT（ Cathode Ray Tube）是陰極射線管。 根據(jù)電光效應(yīng)，液晶材料可分為