基本信息
- 项目名称：
- 白光LED微型投影机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目采用白色LED作为照明光源，光机结构简单，色彩良好，性能可靠，使用寿命长。为了满足上述要求，本团队在成像系统、照明系统、偏振系统、光阀系统、电子驱动系统、散热系统等方面做了大量研究和设计，制作出的微型投影机成品，体积在6cm³以下，厚度在10mm以下，功耗在3瓦以内，亮度为10流明，分辨率为640×480，对比度为100:1,均匀性达到80%以上。
- 详细介绍：
- 本项目采用白色LED作为照明光源，光机结构简单，色彩良好，性能可靠，使用寿命长。为了满足上述要求，本团队在以下几个方面做了大量研究和设计： 成像系统方面：设计出高性能、高公差容忍度投影成像系统，它不仅使畸变量和投影画面变形量减小，成像品质提高，而且投影距离也比以往镜头缩短了很多。在近操作距离时一样可以投影出大尺寸的画面。 照明系统方面：利用非成像理论和同时多表面设计方法，设计了含有折射和反射自由曲面的LED聚光器。为了使混合后的光亮度分布均匀，我们采用微透镜阵列与傅立叶透镜组合，它进一步提高了照明的均匀度，使其达85%以上。 偏振分光系统方面：采用反射式偏振片薄膜取代传统玻璃偏振分光棱镜，并且在反射式偏振系统中还包含了偏振回收系统。偏振系统首先利用起偏片将自然光分为S光和P光，再利用PBS将S光反射到面板，面板对S光进行调制并反射，形成载有图像信息的P光，并透过PBS进入镜头。 光阀系统方面：本作品采用性价比较高的HX7027面板，分辨率为640×480。电子驱动系统方面，设计出一款基于buck拓扑结构的恒流LED驱动电路，驱动电流为1A。同时采用PWM调光控制方法，可以保持LED的发光颜色不变。 散热系统方面，本作品不仅在LED和LCOS面板底部各加了一片散热片，而且最优化了投影仪内部的散热通道，从而达到散热要求。 本团队制作出的微型投影机成品，体积在6cm³以下，厚度在10mm以下，功耗为3瓦以内，亮度为10流明，分辨率为640×480，对比度为100:1,均匀性达到80%以上。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- （一）发明的目的 在科技飞速发展的今天，以个人移动为主导的新兴电子产品正在迅速崛起。微型投影机以其小体积、大显示屏幕的优势，成为了世界各大研发机构争相研发的消费类电子产品。 （二）技术关键 而在微型投影机产业中，微型投影机体积小，设计复杂度高，如何实现微型投影机的小型化及高性能是目前的一大技术难题，这对结构和材料都有非常高的要求。 （三）基本思路 微型投影机主要分为电子驱动系统、光引擎系统、散热系统等部分，而光引擎又分为：照明系统、偏振系统、光阀系统、成像系统。根据各模块的要求，设计出有机结合良好的投影机。 （四）创新点 能够达到低功耗、小体积、高亮度的目标，本团队主要在以下几个方面进行了创新： 1、研发出自由曲面设计及优化系统，设计出高效率非成像聚光系统。 2、设计出微透镜阵列与傅里叶透镜组合，提高了均匀性。 3、研发出偏振回收系统，提高效率。 4、设计出高公差容忍度成像光学系统。 5、采用反射式偏振片薄膜取代传统的玻璃偏振分光棱镜，大幅降低偏振系统成本。等等。 （五）主要技术指标 本团队制作的微型投影机成品，体积在6cm³以下，厚度在10mm以下，功耗为3瓦以内，亮度在10流明左右，对比度达到100:1以上,均匀性达到80%以上。
科学性、先进性
- 与现有技术相比： 1、高效率非成像聚光系统，采用自由曲面设计，可大幅提高系统效率近30%，同时使体积达到很小，成像对比度提高，功率降低，寿命延长近30%。 2、微透镜阵列与傅里叶透镜组合，可大幅提高投影图像均匀度达85%以上。 3、偏振回收系统，可将光的利用率从50%提高到近75%，同时提高系统对比度。 4、高公差容忍度成像光学系统，成像质量受制备工艺的影响小，使设计出的微型投影仪的量产成为可能。 5、采用反射式偏振片薄膜取代传统的玻璃偏振分光棱镜，大幅降低偏振系统成本达90%。 6、采用大功率、高效率的LED芯片，使微型投影仪的亮度提高至10流明。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品具有640×480的投影分辨率，支持RM、RMVB、MPG、MP4、MPEG1.2.4、AVI等视频格式，JPEG、BMP等图像格式以及AV-IN，VGA输入等多样化的视频信号输入方式，支持TF卡，LED使用寿命在20000小时以上。 应用范围： 民用方面： 1、方便商务人士随身携带演示文稿。 2、可移动家庭影院、笔记本伴侣、游戏机伴侣。 3、应用在教学中的小班教学投影及小范围会议投影。 军用方面： 1、内嵌型微型投影机内嵌至GPS系统，适用于班组以下夜间野战方案会议。 2、掌上型微型投影机还可以作为坦克、装甲车中的显示器件。 根据市场调研机构PMA(太平洋媒体协会)预测，以个人移动为主导的新兴消费投影产品市场(包括游戏/个人投影机、手机投影机、玩具投影机等)将在近几年中迅速崛起，4 年内将成长40 倍，到2011年，全球游戏/个人投影机的销量将超过100 万台；嵌入型微型投影机的出货量可达140万台，独立型微投影机则有200万台。
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