第8章(电视原理与接收技术).ppt

谢谢使用！ 单 位：国防工业出版社 电 话：010主 页： E-mail：xhyang@ 责任编辑： 杨星豪 图8-25远心照明的单片式DLP投影原理示意图 光源 椭球反光碗 方棒 反光镜 色轮 投影 镜头 屏幕 TIR棱镜 2. 非远心结构单片式DLP投影 非远心结构中，照明光路的出瞳位于靠近DMD芯片表面的位置上，同样要求投影物镜入瞳的位置与照明系统的出瞳相匹配。图8-26给出了典型的非远心DLP投影光学系统的结构图。 非远心结构中，照明光束在DMD芯片上的入射角较远心结构中更大，增加了成像光路和照明光路的分离程度，因而可以提高系统的对比度。入射角的增大还增加了TIR棱镜的设计难度，因而非远心系统中都不采用TIR棱镜作为区分照明光路和出射光路的器件，而是综合考虑机构、照明光路和投影物镜的设计，实现空间上的光路分离。对于非远心光路，照射到各个微反射镜上的光束的主光线相互会聚，不同位置上照明光的入射角度不同，会导致暗场均匀性变差。经由DMD芯片反射的出射光的主光线同样存在会聚和倾斜，要求投影物镜采用偏心结构。因而这种光路结构通常被应用在需要一定偏心设计的前投影系统中。 图8-26非远心单片式DLP投影原理示意图 光源 椭球反光碗 方棒 反光镜 色轮 投影 镜头 反光镜 3. 两种结构的特点 远心光学结构的优点在于系统亮度均匀性好，结构紧凑，投影物镜的后工作距离短，调焦时不会引起图像放大率的变化，采用TIR棱镜便于实现可调节的偏心系统设计。照明系统的畸变所产生的像差小，可以设计较小的光斑余量，提高系统的能量利用率。远心结构对照明系统和投影物镜的光阑的位置匹配的要求也比较宽松，投影物镜和照明系统可以单独设计，简化了系统设计的复杂度。 远心光学结构的一个主要缺点是引入的TIR棱镜不仅增加了系统的复杂度和成本，棱镜各表面的反射也会降低系统的能量利用率。二是照明光束、亮态光束、暗态光束以及平面反射光束之间间隔小，无用的杂散光容易进入投影物镜引起系统对比度下降。为提高对比度，通常需要牺牲一定的能量利用率。系统采用偏心设计时会引起投影物镜口径的增大，导致整个系统体积的增加。 非远心光学结构的优点是结构比较简单，所需光学元件少，照明光在芯片上入射角的增加有助于提高系统对比度，而且偏心设计可以使投影物镜的后组尺寸较小，易于照明光路与出射光路的分离。其缺点是暗场亮度分布不均匀，投影物镜的前组镜片口径较大，偏心量固定，无法调节。照明系统的成像畸变较大，要求照明光斑的余量增大，引起更多的能量损失。投影物镜与照明系统的光阑位置必须精确匹配，增加了光学系统设计的难度。偏心的要求增加了物镜设计的难度，调焦会引起图像放大率的变化，设计相应的变焦投影物镜更为困难。 4. 双片DLP投影系统 双片DLP投影系统与单片DLP投影系统原理相似，双片DLP投影系统中的色轮由紫色和黄色两个色块组成，当紫色块通过束光时，会阻挡绿色光，通过的蓝色光和红色光则被分隔开来，其中红色光单独投射到一片DMD芯片上，蓝色光则投射到由蓝色光和绿色光共同使用的另一片DMD芯片上。当黄色块通过束光时，会阻挡蓝色光，通过的绿色光和红色光则被分隔开来，红色光仍投射到红色DMD芯片上，绿色光则投射到由蓝色光和绿色光共同使用的DMD芯片上。与单片DLP系统相比，双片系统红光输出是单片系统的三倍。因为色轮只有两个滤光片，蓝光和绿光输出增加了大约50%。 8.4.3 三片式DLP投影光学系统 单片DLP系统组成轻型便携式投影机具有价格与性能优势，成为小型投影系统的理想之选；三片DLP系统适用于对图像质量、高亮度及高分辨率特别关注的专业用户，可在剧场、影院和展览大厅中使用。 三片DLP投影系统如图8-27所示，光源发出的光线会被棱镜分成红、绿、蓝三色，每种色光则分别被导向各自的DMD组件，红光、绿光和蓝光都各有一片DMD组件负责执行光调制。三片DMD提供的屏幕像素是三个微反射镜输出的组合/聚光结果，三片DMD的反射光路如图8-22所示。用棱镜分光代替了单片DLP系统中的色轮，工作特性更稳定，但价格更贵，适合于指挥、监控等单位使用。 图8-27三片式DLP投影原理示意图 光源 椭球反光碗 反光镜 投影 镜头 屏幕 TIR棱镜 DMD R DMD G DMD B 分色合色棱镜 3. 透射式和反射式 液晶投影系统按照LCD使用方式不同来区分，可分为透射式和反射式两种，他们的结构不同，应用光学系统及其功能也有所差异。 透射式液晶投影系统如图8-14所示，是利用光源穿过LCD做调制，因此会有高能量的光照射在LCD上，要有高透射率才能使投影亮度提高，但是受限于L