大屏幕投影显示光学系统的超薄化设计

摘要

针对大屏幕投影显示对成像物镜提出的超短焦、大视场角、超薄化、大相对孔径以及高清晰度等要求,设计了一种新型折反射式超薄投影成像系统.采用TI公司的0.65″数字微反射镜片(DMD)作为空间光调制器,利用非球面反射镜校正畸变并缩短投影距离,然后通过一个折叠反射镜对光路进一步转折来实现超薄化投影显示.系统由5片透射镜片和1片非球面反射镜组成,焦距为2.8 mm,F/#为3.5,最小视场角为55°,最大视场角为78.5°,在投影距离为120 mm时画面尺寸显示为65.2″.设计结果表明:在像面的Nyquist频率处,95％以上视场的MTF＞0.6,最大畸变量为0.8TV％,一个像元尺寸内能量集中度在90％以上.为了进一步验证折反射式超薄投影镜头的性能,加工并组装了原理样机.实验结果表明其图像显示效果良好,能够满足超薄化、低成本、小型批量化生产等设计要求.