MD投影机中的光学元器件_四_微透镜阵列与光积分棒

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1、韩景福：MD投影机中的光学元器件（四）———微透镜阵列与光积分棒文章编号：1006-6268（2010）04-0005-03MD投影机中的光学元器件(四)专家的———微透镜阵列与光积分棒思考韩景福(中国电子视像行业协会大屏幕投影显示设备专业分会,北京100026)摘要：MD投影机光学引擎中照明系统的作用有两个：一是实现均匀照明；二是将圆形截面光束调制成矩形截面光束。均匀化照明可以提高投影图像亮度的一致性，调制光束截面形状可以提高光的利用率，微透镜阵列或光积分棒则可以很好地解决这两个问题。关键词：MD投影机；微透镜阵列；光积分棒中图分类号：TN141.9文献标识码：BOptica

2、lPartsintheMDProjector(Ⅳ)———MicroLensArrayandRodIntegratorHANJing-fu(ChinaIndustrialAssociationofElectronicAudioVisualProducts，LargeScreenProjectionDisplayAssociationBranch,Beijing100026,China)Abstract：TheMDProjector'sopticalenginegenerallyhasaMicroLensArray(MLA)oraRodIntegratorIlluminationS

3、ystemwhichhastwofunctions,oneistocarryoutuniformityillumination,theotheristomodulatecircularbeamtotherectangularbeam.Thisilluminationsystsmcanimprovetheimagebrightnessandincreasetheilluminationefficiency.Keywords：MDprojector;microlensarray;rodIntegrator引言1微透镜阵列照明系统3LCD投影光学引擎已基本成熟，且其结构已定本文是“光

4、学元器件”系列文章的第四篇，第一型，由一个光源来照明三个显示芯片，如图1所示。篇文章介绍了偏振片与波片，第二篇文章介绍了为了提供均匀照明，采用微透镜阵列照相系统，它包PBS与PCS，第三篇文章介绍了二向色分光镜与合括UHP灯、微透镜阵列1、微透镜阵列2、聚光镜、场色棱镜。本篇文章主要介绍照明系统中的微透镜阵镜、被照明显示芯片等，如图2所示。列与光积分棒，结合照明系统的结构阐述其照明光均匀化原理与光束截面调制原理。收稿日期：2009-09-02Apr.2010，总第111期现现代显示代显示AdvancedDisplay5韩景福：MD投影机中的光学元器件（四）———微透镜阵列与光积

5、分棒专家的思考1.1UHP灯及反光罩超高压汞灯(UHP)常被作为投影机的光源，它具有很高的亮度，较长的寿命，特别是灯弧较小，近似由抛物线反光罩反射后发出平行光，经过微透镜阵点光源，光谱分布恰好能满足R、G、B三基色分光要列1，将光源进行“分割”，在每个微透镜的焦点处聚求。使用抛物线形反光罩时，令灯弧处于其焦点位焦成一个小亮点，如图4所示。置，可发出平行光束，光束截面呈圆形，但光的分布不够均匀，光分布曲线如图3所示。靠近光轴区域，受灯管影响，有一低凹区，向外扩展光强逐渐增大，靠近反光罩边缘处，光强再次减弱。1.2微透镜阵列微透镜阵列(microlensarray，MLA)是由多个

6、微型透镜按行按列组合而成，外观颇似昆虫的复眼，故又称为复眼透镜(flyeyelens)。光源发出的光束，6现现代显示现代显示AdvancedDisplayApr.2010，总第111期韩景福：MD投影机中的光学元器件（四）———微透镜阵列与光积分棒在此焦点附近设置微透镜阵列2，将微透镜阵列1的每个微透镜视为被分割的新光源，它由微透镜阵列2及后续的聚光镜、场透镜成像在显示器件上，如图2所示。这样一来，每个分割的新光源在显示器件专上进行叠加，使显示器件获得了均匀照明，这个过程家称为“光积分”，所以这个系统也称为“光积分器”(op-的思ticallntegrator)。因此微透镜阵列

7、照明系统的原理可考总结为：先“分割”后“积分”。光束截面形状由显示器的形状来决定，显示器平行光，后者跟随有聚光镜，微透镜阵列所用的光学件的形状多为长方形，长宽比(幅型比)一般为4:3或玻璃要求其膨胀系数要小，透明度要好，且易压制成16:9。同时微透镜也应是长方形，其长宽比应与显示型，一般选用的玻璃牌号为B270。器件一致。设显示器件的长、宽分别为L、W，每个微透镜的长、宽分别为l、w，即L:W=l:w=4:3或16:9；2光积分棒照明系统设照明系统的放大率为M，则l=L/M，w=W/M；设透