一、引言 G4Y]fzC  
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    隨著微顯示投影技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用，傳統(tǒng)背投屏幕已不能滿足高畫(huà)質(zhì)、高清晰顯示的要求，需要一種更小節(jié)距、成像更清晰的背投屏幕。本文主要講述微顯示背投屏幕以及屏幕中的關(guān)鍵組件之一的柱狀透鏡的設(shè)計(jì)原理及方法，并且對(duì)此柱狀透鏡的制造方法進(jìn)行闡述。 U?dd+2^};t  
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二、雙柱面屏幕柱狀透鏡原理及性能 Z$h39hm?c  
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    一般的背投電視機(jī)采用這樣一種方式進(jìn)行投影，既使用紅、綠、藍(lán)單色CRT作為圖像源，用對(duì)應(yīng)的3個(gè)投影透鏡對(duì)各自的圖像進(jìn)行放大投影，使其在屏幕上重合，作為彩色圖像進(jìn)行顯示。其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。 X2#;1 ku  
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    在圖1中，1是CRT，2是投影透鏡，R、G、B分別表示與紅、綠、藍(lán)單色圖像相對(duì)應(yīng)。由CRT1形成的三原色圖像利用投影鏡頭2被放大投影并重合在屏幕3上。 (^h47kY  
    屏幕3具有使投射的光適當(dāng)?shù)姆植嫉淖饔�，以便觀察者能從各個(gè)角度觀看圖像。 2+G_Y>  
    通常的屏幕3由菲涅爾透鏡片4及雙凸柱狀透鏡陣列片5構(gòu)成。菲涅爾透鏡片4具有使從屏幕的中心向四周發(fā)散入射的投射光會(huì)聚而大致成平行光的作用，從而可降低背投電視的“太陽(yáng)效應(yīng)”。雙凸柱狀透鏡陣列片5具有使大致被變換成平行光的投射光在水平和垂直方向上按一定的角度發(fā)散，而能從各個(gè)角度觀看圖像的作用。 nU Oy-c  
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    作為使投射光發(fā)散的裝置，不使用單純的散射板而使用雙凸柱狀透鏡陣列片5，能實(shí)現(xiàn)如下所述的有效功能： 5S:&^ A<  
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    1、實(shí)現(xiàn)各向異性發(fā)散。 'c#ZW|A  
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    各向異性發(fā)散能有效的分配有限的光，提高有效觀察區(qū)的亮度。在圖像顯示裝置中，通常要求沿水平方向能從寬的范圍辨認(rèn)明亮而成像良好的圖像。如果對(duì)于正面亮度來(lái)說(shuō)，用亮度減半的角度（半增益角）表示有效觀察區(qū)的話，在水平方向要達(dá)到±30º左右，在垂直方向要達(dá)到±10º左右。 G
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    在各向同性發(fā)散時(shí)，水平半增益角為±30º的情況下，垂直半增益角同樣也為±30º，與上述各項(xiàng)異性發(fā)散的情況相比，正面亮度變?yōu)?/3的亮度。 ?3tR(H<  
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    2、修正屏幕的色移現(xiàn)象。 -CW$p=y}  

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    雙凸柱狀透鏡陣列片5的作用在于使紅、綠、藍(lán)以各種不同角度入射的光以大致相等的光度分布特性發(fā)散。在此，我們將由于紅、綠、藍(lán)各光束入射角不同而產(chǎn)生的各光束各不相同的指向性（光度分布特性）的現(xiàn)象成為“色移位”。將使各光束的光度分布特性一致的功能稱為“色移位修正”。因此，在入射和出射面均設(shè)有成對(duì)的雙凸柱狀透鏡陣列來(lái)修正色位移。如圖2所示。 lyzMKla"  
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    圖3用實(shí)線表示與光軸平行入射的光線軌跡，用虛線表示相對(duì)于光軸呈15º入射的光線軌跡。 7M:0%n$
 
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    由圖可知，光線射出側(cè)的雙凸柱狀透鏡5b具有修正相當(dāng)于光軸傾斜入射的光線的作用，以使與其光線高度相等的光線能與平行于光軸入射的光線以大致相等的角度射出。通過(guò)使傾斜于光軸入射的紅色及藍(lán)色平行光束的發(fā)散輪廓與平行于光軸入射的綠色光束的發(fā)散輪廓大致相等，從而防止由于觀察角度的不同而引起的色變產(chǎn)生。 r