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研究生: 陳亨哲
Heng-che Chen
論文名稱: 導光管於LED投影機之照明系統的創新設計
Innovative Light Guide Design of Illumination System in LED Projectors
指導教授: 黃忠偉
Jong-Woei Whang
口試委員: 林信鋒
none
胡能忠
none
趙涵捷
none
蘇忠傑
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 58
中文關鍵詞: 投影機照明系統導光管
外文關鍵詞: Projectors, Illumination System, Light guide
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  • 有鑑於現有LED投影機只使用Red、Green和Blue三種光譜LED且輸出流明值不高的缺點,因此,在這篇論文裡我們為了增加色域(Color Gamut)範圍已提升畫面色彩鮮豔度並提高輸出流明值,我們增加一種青綠色光譜的LED。然而,現今討論相關LED投影機的照明架構的論文中,不外乎是將三色RGB藉由導光柱做均勻效果最後再加上X稜鏡(X-cube)做三色疊加的混光效果,但此架構仍嫌太大,並散熱系統設計較為麻煩。因此我們設計在長寬比小於1的導光管中,內部增加多片反射片,進而建構完整的照明系統,此系統不但擁有良好的均勻度並且色彩表現更為豐富,再者,整體照明架構體積只有95立方公分,大幅縮小了LED投影架構的體積且散熱系統的設計也較為簡單。最後,我們採用Lumileds所生產的LED當作光源並構想出新型的照明系統架構,依照幾何光學的理論分析去計算導光管內部反射光學元件的規格與擺放位置,再利用TracePro(光機構模擬軟體)來驗證結果並加以分析!


    In view of the fact that LED projectors use only three primary RGB colors, while suffered from the shortcoming of low output flux and troublesome cooling system design. We therefore, in this paper add another cyan color spectrum LED to make picture more colorful and brighter in order to extend color gamut and increase output flux as well. Besides, nowadays many researches discussing LED illumination projection system are focused on no more than mixing three colors, to have uniform effect with light guide. An optical component X-cube is then used to get mixing effect by stacking three colors. But these constructures are still too big and the cooling system can be very complicated. Therefore, we design an innovative illumination system in this paper, it is not only achieving same effect and is even richer in color. The total volume is only 95 and the cooling system becomes simpler. We used Lumileds series LED to design the illumination system. We calculated the positions and specification of the interior reflective parts in the light guide, according to the geometrical optics. Finally, we confirmed results using TracePro software and performed to analyze.

    中文摘要 I 英文摘要 II 誌 謝 III 目 錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第 1 章 緒論 - 1 - 1.1. 研究背景 - 1 - 1.2. 研究動機 - 2 - 第 2 章 投影機光源介紹 - 4 - 2.1. 超高壓汞燈(Ultra High Power , UHP) - 4 - 2.1.1. 燈泡結構 - 4 - 2.1.2. 發光原理 - 5 - 2.1.3. 輝度分佈 - 6 - 2.2. 發光二極體(Light Emitting Diode , LED) - 6 - 2.2.1. LED光源內部構造 - 7 - 2.2.2. 發光原理 - 8 - 2.2.3. LED元件特性 - 12 - 第 3 章 投影機系統 - 13 - 3.1. 彩色化技術 - 14 - 3.1.1. 時間上的調變 - 14 - 3.1.2. 空間上的調變 - 15 - 3.2. LCD投影機 - 15 - 3.2.1. 基本原理 - 16 - 3.2.2. 系統架構 - 16 - 3.3. LCOS投影機 - 18 - 3.3.1. 基本原理 - 18 - 3.3.2. 系統架構 - 19 - 3.4. DLP投影機 - 20 - 3.4.1. 基本原理 - 20 - 3.4.2. 系統架構 - 23 - 3.5. 投影機比較 - 25 - 第 4 章 系統架構設計與量測項目 - 26 - 4.1. 光展量基本理論 - 26 - 4.2. 量測標準 - 28 - 4.3. LED照明系統設計 - 30 - 4.3.1. 基本架構圖 - 31 - 4.3.2. LED陣列光源的設計 - 32 - 4.3.3. 照明系統元件架構 - 35 - 4.4. 導光管設計 - 36 - 第 5 章 模擬結果與分析 - 44 - 5.1. 傳統導光管之模擬與均勻度分析 - 44 - 5.2. 新型導光管內部設計之模擬與均勻度分析 - 49 - 第 6 章 結論與未來應用及展望 - 53 - 6.1. 結論 - 53 - 6.2. 未來應用與展望 - 55 - 參考文獻 - 57 -

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    [18] Lumileds Lighting, Online Available : http://www.lumileds.com
    [19] Lambda Research Corp., (2003) TracePro, Online Available http://www.lambdares.com/

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