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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游釗銘
研究生(外文):Jhao-Ming Yu
論文名稱:LED投影機之光學設計驗證與模擬分析
論文名稱(外文):Optical Simulation and Design Verification of a LED Projector
指導教授:林世章林世章引用關係
指導教授(外文):S.C.Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:LED投影機光均勻度判定準則實驗驗證分析陣列式LED光源模組
外文關鍵詞:Mobile Projectorcollaborative analysisLCD DisplayLED Optical Engine
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摘要
一般微型投影機具光強度低、投影環境受限、投影距離小及投影解析度不良等缺點,且其技術多掌控於大廠,若欲切入較為不易,加上其應用之範疇較易受被整合性產品侷限,故本研究將探討如何藉以獨立功能投影系統之小型投影機為基礎,設計高光強度與高均勻度之光學引擎。
本文藉由掃描式照度量測法與分角光度量測法之實驗量測為分析模擬之基礎,深入探討現有光導管整合器之光學性能,並藉由光學模擬分析之模式建立光照均勻度之判定準則,而後藉由此準則對光導管整合器進行參數分析,以實際瞭解影響光導管性能之控制因子;以光學模擬分析之形式結合晶體旋轉量測法,建立LCD面板之光學模擬機制,並藉由實驗驗證分析此光學模擬之結果,以確立LCD面板模擬流程架構。
探討LED投影機光學引擎之高性能光源,本研究藉以思派羅準則與光均勻度判定準則,設計陣列式LED光源模組,以使其達高光強度與高均勻度之目的。由本研究之結果,對於LED投影機光學引擎之設計與開發,具相當程度之助益。
Abstract
Recently, high market attention has been focused on a class of the mobile projector from the voice of business community. However, it has the significant deficiency of low light intensity for mini-projector on the projection market. In order to progress the innovation ability of the portable capability and optical performance of the mobile projector, it may have the need to develop the computered-aided development process.
Based on the optical simulation analysis and experimental measurements, the study of this thesis is aimed to construct the the computer-aided modeling and analysis of the collaborative product development process for the LED mobile projector consisted of LED light engine and LCD display module. In the thesis, the results of the optical numerical simulation were verified by series of optical experiments such as the goniophoto measurement,scanning illumination experiment and crystal rotation Method. Further study of the high power LED array lighting module were analyzed for the innovative design of the LED projector.
Based on the efforts, it may be believed that the computered-aided development process of the mobile LCD projector with a LED optical engine can progress the development quality of the projection industry.
摘要 ....................................i
Abstract ....................................ii
致謝 ....................................iii
目錄 ....................................iv
圖目錄 ....................................vii
表目錄 ....................................xiii
第一章 緒論 ...........................1
1-1 研究背景與動機 ...........................1
1-2 研究目的 ...........................2
1-3 研究程序與範圍 ...........................3
1-4 論文架構 ...........................3
第二章 基本光學理論架構.....................5
2-1 光之性質與輻射能.........................5
2-2 輻射度學與光度學.........................8
2-3 高均勻度之陣列式LED光源設計..............14
2-3-1 輻射分析法 ...........................14
2-3-2 思派羅準則 ...........................15
2-4 光學量測規範 ...........................17
2-4-1 光照度與均勻度之檢測規範..... .........17
2-4-2 光強度與配光曲線之檢測規範.............19
2-5 章節小結 ...........................20
第三章 實驗設備架構與量測 ..................21
3-1 掃描式照度量測法.........................21
3-2 分角光度量測計 ...........................23
3-3 晶體旋轉量測法 ...........................25
3-4 章節小結 ...........................28
第四章 LED投影機之光學引擎設計..............29
4-1 光學引擎系統之標稱設計與幾何建模.........31
4-2 分析模擬與實驗驗證.......................36
4-2-1 LED投影機基礎光源之模擬驗證............37
4-2-2 LED投影機光導管整合器之模擬驗證........41
4-3 光學引擎之參數分析.......................45
4-5 章節小結.................................58
第五章 液晶顯示面板之模擬與驗證.............59
5-1 TFT-LCD面板之模擬分析....................62
5-1-1 TFT-LCD面板之組構件拆解................62
5-1-2 TFT-LCD面板之模擬假設與建模............66
5-2 TFT-LCD面板之光穿透實驗..................70
5-3 模擬結果與實驗驗證.......................74
5-4 投影實驗與模擬比較.......................78
5-5 章節小結.................................83
第六章 陣列式LED光學引擎設計與模擬..........84
6-1 陣列式LED光源設計........................86
6-2 陣列式LED光源模擬與結果..................89
6-3 章節小結.................................100
第七章 結論..................................101
參考文獻.....................................103
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