摘要：提出了一種新型離軸照明系統(tǒng)，它由一個(gè)半球 —橢球型反射鏡、一個(gè)雙曲面反射鏡和一個(gè)傾斜的勻光桿組成。半球 —橢球型反光鏡收集燈弧發(fā)出光能，雙曲面反光鏡將光束再次聚焦到勻光桿的前端面。用LightTools軟件建模的結(jié)果顯示，當(dāng)光調(diào)制器尺寸為 1.4 或 1.3 m時(shí)，在滿足高均勻性的前提下，光收集率能夠提高20 %。

關(guān)鍵詞：反光鏡；照明系統(tǒng)；投影顯示；光學(xué)擴(kuò)展量；收集率

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根據(jù)2002年 Stanford Resources的預(yù)測，全球投影顯示市場從 1998～2005 年，總值將從 72. 2 億美元增長到超過 178 億美元，并將廣泛用于商務(wù)、教育及娛樂等領(lǐng)域。隨著投影顯示技術(shù)的發(fā)展，空間光調(diào)制器的尺寸越來越小而像素?cái)?shù)越來越高。這些特性使得投影顯示技術(shù)能夠滿足下一代數(shù)字投影顯示技術(shù)所要求的低成本、高解析度的特點(diǎn)。LCoS和 DLP技術(shù)是在成熟的集成電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的空間光調(diào)制技術(shù)。因此隨著成品率的提高，這種大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢將會得到充分發(fā)揮。空間光調(diào)制器尺寸減小及消費(fèi)者期望更大投影尺寸的雙方面共同作用，要求光學(xué)引擎中照明系統(tǒng)的效率更高。事實(shí)上，亮度正是大屏幕投影顯示的限制因素。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于對稱的點(diǎn)光源理論，發(fā)光體的光學(xué)擴(kuò)展量放大了數(shù)十倍。文中基于非成像光學(xué)理論提出一種非對稱的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，利用成像光學(xué)理論在平衡像差時(shí)充分利用了兩個(gè)非球面反光鏡所提供的優(yōu)化自由度。

1 傳統(tǒng)橢球 - 方棒照明系統(tǒng)典型的短弧燈及其輻射模型如圖 1 所示，通常，輻射強(qiáng)度的分布成蝶型，絕大多數(shù)的輻射是垂直于燈弧方向的，在投影顯示系統(tǒng)中理想的光源是長壽命、高發(fā)光效率、較短弧長、色溫好和價(jià)格低。隨著光源功率的增加，弧長會相應(yīng)地增加，這與提高光利用率、減小光源光學(xué)擴(kuò)展量相矛盾。

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