一、引言
X2v|O3>/N w|7<y8#qC 随着微显示投影技术的不断成熟与应用,传统背投屏幕已不能满足高画质、高清晰显示的要求,需要一种更小节距、
成像更清晰的背投屏幕。本文主要讲述微显示背投屏幕以及屏幕中的关键组件之一的柱状
透镜的设计
原理及方法,并且对此柱状透镜的制造方法进行阐述。
*%bQ p uDbz`VpK 二、双柱面屏幕柱状透镜原理及性能
Q)#+S(TG rjHL06qE 一般的背投电视机采用这样一种方式进行投影,既使用红、绿、蓝单色CRT作为图像源,用对应的3个投影透镜对各自的图像进行放大投影,使其在屏幕上重合,作为彩色图像进行显示。其典型结构如图1所示。
T_i]y4dg q3<Pb,Z l@Uo4b^4x 图1 传统背投影技术
g)nsP SjgjGJw 在图1中,1是CRT,2是投影透镜,R、G、B分别表示与红、绿、蓝单色图像相对应。由CRT1形成的三原色图像利用投影镜头2被放大投影并重合在屏幕3上。
M:YtW5{ 屏幕3具有使投射的光适当的分布的作用,以便观察者能从各个角度观看图像。
BxVo>r 通常的屏幕3由菲涅尔透镜片4及双凸柱状透镜阵列片5构成。菲涅尔透镜片4具有使从屏幕的中心向四周发散入射的投射光会聚而大致成平行光的作用,从而可降低背投电视的“太阳效应”。双凸柱状透镜阵列片5具有使大致被变换成平行光的投射光在水平和垂直方向上按一定的角度发散,而能从各个角度观看图像的作用。
~RgO9p(dY wGr5V! 5ELKL#( 图2 传统屏幕及其柱状透镜结构
5srj|'ja *z&m=G\ 作为使投射光发散的装置,不使用单纯的散射板而使用双凸柱状透镜阵列片5,能实现如下所述的有效功能:
U=QfInB ~`~mnlN 1、实现各向异性发散。
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各向异性发散能有效的分配有限的光,提高有效观察区的亮度。在图像显示装置中,通常要求沿水平方向能从宽的范围辨认明亮而成像良好的图像。如果对于正面亮度来说,用亮度减半的角度(半增益角)表示有效观察区的话,在水平方向要达到±30º左右,在垂直方向要达到±10º左右。
kqdF)Wa am K=nW|^ 在各向同性发散时,水平半增益角为±30º的情况下,垂直半增益角同样也为±30º,与上述各项异性发散的情况相比,正面亮度变为1/3的亮度。
j+YA/54` JL.noV3q$ 2、修正屏幕的色移现象。
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双凸柱状透镜阵列片5的作用在于使红、绿、蓝以各种不同角度入射的光以大致相等的光度分布特性发散。在此,我们将由于红、绿、蓝各
光束入射角不同而产生的各光束各不相同的指向性(光度分布特性)的现象成为“色移位”。将使各光束的光度分布特性一致的功能称为“色移位修正”。因此,在入射和出射面均设有成对的双凸柱状透镜阵列来修正色位移。如图2所示。
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8 图3 双凸柱状透镜色位移修正
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