投影仪的性能在最近几年取得了很大的进步，可以更好的满足的人们对显示的需求，应用越来越多．尤其是微型投影技术开始走向市场，广泛应用于个人消费领域和商务场合，市场需求非常旺盛，发展前景光明。　　 在微型投影系统中，光学引擎是系统中主要组成部分，它直接影响到系统的最终性能，因而实现光学引擎的光学总体设计是这个系统的关键，投影显示的光学引擎设计包含照明系统和成像物镜两大部分。其中照明系统的设计是非常重要的。由于微显示芯片都是4:3或16:9的矩形，因此照明光学在投影显示照明设计中，最重要的就是如何高效率地获得一个矩形的均匀光斑。　　 本文的主要工作内容包括：　　 目前普遍使用的微显示芯片的比较，采用不同微显示芯片的微显示投影技术的光学结构和原理的介绍；以非成像光学为基础，非成像光学的基本理论的介绍，并研究了投影系统中照明系统基本设计理论；介绍了投影系统的光源，分析LED光源的照明特性。本论文使用RGB彩色LED，绿光单独一路光，红光和蓝光一路，两路光经过照明系统匀光之后汇聚，使用积分球测得R、G、B三色LED各自的色坐标，通过颜色混合理论计算得到混光比例，调节LED驱动的时间，合成符合要求的白光．并且比较了几种照明方案，运用光棒匀光和中继透镜组传输放大原理设计本系统的照明结构，通过理论计算，结合TracePro仿真找到合适的光棒尺寸和中继透镜组参数，实现了理想的能量效率和空间均匀性；此外，本文首次提出一种基于LCoS和LED光源的简单紧凑的照明方式。在柯拉照明原理基础上，使用简化的柯拉照明前端结构，用两片简单的透镜收集LED发出的光，通过合理设置孔阑，并优化，在LCoS显示芯片上得到均匀照明区域，照明均匀性非常好，适合微型投影光引擎；根据整体光学系统要求进行成像系统的设计，并使用TracePro仿真整体光学系统，并计算整机的效率，同时根据实测结果与仿真对比，验证设计的准确性。