1。投影机光学系统的分析

1。1 投影机的投影系统介绍

就目前市面上主流的投影机来说，根绝其使用的显示元件技术划分的话可以分为反射式LCoS(Liquid Crystal on Silicon)投影系统和DLP(Digital Light Processor)投影系统[2]。反射式的LCoS投影系统，其显示元件是采用了反射式液晶面板，从而构成其光学投影系统。以目前的技术来说，虽然LCoS在朝向高解析度发展时候具有很大的优势，市面上目前的一些厂商也已经推出LCoS前投影机，然而由于目前LCoS由于诸多技术没呢提还没有克服，所以说还没有大规模的量产上市出售。不仅如此，LCoS反射式投影机的光学引擎解决方式众多，各种光机零组件取得比较困难，而且供应商之间的品质差异过大，使得目前利用的LCoS技术的投影显示产品在成本上仍然会比穿透式LCD要贵的多。所以LCos真正做到量产的很少。

目前应用最多的还是当属DLP投影系统。DLP——就是所谓的数位光源处理技术是真正的数位投影和显示技术，它能够接收数位视讯，然后产生一系列的数位光脉动。这些光脉动进入人的眼镜后，我们的眼睛会把它解析为彩色类比影像。DLP技术是一种以微机电元件为基础，成为数位微型反射镜元件(Digital Micromirror Device)简称DMD。这种速度极快的反射性数位光开关是由TI(德州仪器)在1987年发明。DMD微晶片上面包含数量庞大的超小型数位光开关，它们面积非常小(14微米)，外观为四方形，并且由铝金属制成的铰接式反射镜，他可以接收电子讯号代表的资料数据，然后产生光学信号来输出。图1所示为DMD显微图示。文献综述

DMD卫星显示元件，是由成千上万个有半导体技术制成的微型反射镜所组成，每个微型反射镜便对应一个像素点，并且会以45°对角方向为转轴做±12°的转动。微型反射镜的±12°转动时即可认为是光的开关。当微型反射镜的旋转角度为+12度时候，可以将从ROD口出射的光线进入投影镜头，进而在投影屏幕上显现出高清晰的图像，从而达到显像效果。而－12°成为关(Off State)，这个时候的光线被反射到挡光原件上面，使得多余的光线无法进入成像镜头，荧幕上面也不出显示光线，与投影机的漏光规格有关[3]。采用灯泡或者镭射灯等单色光源的投影机为了显示丰富的色彩就需要一个色轮来控制颜色，即Color Wheel。所谓色轮就是在一个透明圆盘上面均匀涂满了红绿蓝三种颜色，播放影像的时候，色轮的转速搭配DMD的快速翻转，仪器控制光线的输出，从而可以产生彩色的动态影像。

图1  DMD显微图示

1。2 投影机的光学系统架构分析

投影机的光学系统架构可以根据其照明系统设计技术来划分为Telecentric投影系统和Non-Telecentric两种投影系统[4]。

1。2。1 Telecentric投影系统

图2为Field Lens架构示意图，Telecentric系统又称为远心系统，是一个出射瞳孔位于无限远的系统，即珠光线会平行于光轴离开。对于Telecentric投影系统最广为人们所知的是Field Lens架构和TIR Prism架构。Field Lens即场镜，因为考虑到系统设计的需求，需要加长光路，而在加长光路的情况下，又不至于系统孔径过大，在前一成像的实像面处所加的透镜，对光学特性无影响，不会改变光束的走向。由于透镜的反射作用，为实现光能的最大利用，这个场镜两面都需要镀上增透膜。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

所谓的TIR Prism即全内反射棱镜，利用了全反射棱镜，一般要两片构成[5]。其利用了光线的全反射原理使得有光源发出的光线进入全内反射棱镜后发生全反射从而改变光线走向使光线汇聚到DMD表面，而经由DMD反射出来的光线则会直接穿透TIR Prism使光线进入到投影镜头，再由投影镜头放大成像于屏幕上。图3为所示为TIR Prism架构。