光源作为调制型投影显示系统的重要组成部分,对系统的输出光通量,色彩等重要性能起着决定性的影响作用,其发光特性决定了照明系统的设计,并间接影响到系统对比度、分辨率、画面均匀性等其它特性,因而是投影显示技术研究的重点。 本文主要对投影显示光源进行分析,从提升投影显示系统整体光学性能的角度对光源各种光学特性进行分析测量。同时通过建立合适的光源模型,进行投影光学系统的仿真模拟,不断优化光学系统的设计,提高系统与光源的匹配程度,为提升投影显示系统的光学性能奠定基础。 本文首先介绍了投影显示系统中常用的几类光源,分析它们各自的优缺点,并提出了投影显示光源相应数学模型的建立方法。 其次,本文引入了非成像光学中光学扩展量的概念,分析了带反光碗光源的收集效率与光学扩展量关系以及输出光能与光学扩展量关系,同时进行了光学扩展量的测量研究,通过对光源光学扩展量的实际测量、分析,为光学系统的初始设计提供了依据。 本文还在对光源特性分析的基础上,建立了计算机控制技术和数字图像处理技术构建相应的测量装置,对光源的光学特性参数-光谱能量分布、配光曲线以及灰度分布进行了实际测量,并对测量结果进行了分析,为建立旋转对称性光源模型奠定了良好的基础。 同时,为消除光源灰度分布测量中各发光截面光强叠加而引起的建模误差,本文还提出了计算机断层成像技术来还原光源各发光截面的灰度分布理论,采用平行射束卷积反投影算法的计算机实现方法,测量了不同角度下光源的投影数据,进行了滤波函数的选取,对图像进行分析、处理,还原了光源发光截面的灰度分布情况,并对结果进行了比较分析,较好地重建了光源各截面的发光灰度分布。 通过以上几方面的工作,本文完成了以建立光源数学模型为目的的光源参数测量,构建了相应的测量装置,编写了测量控制程序以及灰度分布CT还原程序,对投影显示光源进行了实际测量并进行了分析,提出采用计算机断层成像技术来消除光源建模误差的方法,取得了一系列投影显示光源的测量、分析、建模结果,为投影光学系统的仿真模拟提供了参考依据。