随着微型投影技术的发展,投影仪趋于微型化,而且投影系统的分辨率也不断提高,因此对投影仪照明系统的要求也越来越高,高强度、光学扩展量小的光源逐渐受到重视。文中针对微型投影显示系统的特点,借鉴非成像光学分析方法对系统进行描述,深入地分析了微型投影显示系统中光学器件的初始结构和设计方法。使用Light Tools对系统进行模拟和整体性能评价,并对系统设计过程和特点进行了深入的分析与研究。主要工作内容如下:首先,对投影仪照明系统及LED在照明领域的应用进行了概述。着重分析了LED微投影显示发展的现状,为后续的工作的开展做了必要的知识准备。其次,对投影显示照明系统中的关键理论与技术进行了阐述,并分析了LED光源的照明特性。再次,深入分析了蝇眼透镜阵列照明系统。着重研究了透镜阵列小透镜的个数和排列顺序对照明系统的影响,得出小透镜的个数越多均匀性越好,相同小透镜个数不同排列也会导致均匀性有很大差别。最后,结合Light Tools仿真软件,分别对椭球反光碗、双抛物面反光碗和双椭球面反光碗的光线追迹进行了仿真,比较了各种反光碗能量的照明特性。设计了一种半球面-半抛物面反光镜与复眼透镜的组合的照明系统,并进行了仿真模拟,结果表明此系统的光学效率和均匀性都有了提高,达到了设计要求。