project光学名词解释.docx

1. 首先原件介紹 2.光路敘述 3.組裝 4.加工 5.測試 6.點焦固定 7.出光機完成AV-600光機系統是由1•照明系統2.分光系統3.液晶顯示器(LCD)旋光系統4•合光系統(X-CUBE) 5•投影鏡頭系統 光機動作原理1•首先是由燈泡提供高亮度的光源經過，鍍上UV-IR的Lens arrayl先濾掉紫外線 紅外線在將光分佈均勻入射LCD，此外其小格數越多均勻化越好2•白光繼續穿透鍍有AR抗反射之Lens Array2作用增加穿透率消除反射率且再 將光均勻化，而PBS(偏光分稜鏡)是將光為S極態垂直及P極態水平而其中之S 經過1/2波長板(retarder又稱為相位延遲器)又被轉為P極態繼續被利用3. 光再經聚光透鏡 condenser lens 會聚4. 光到達分光系統進行分光dichroic mirror1是將藍色反射黃色穿透而dichroic mirror2將穿透之黃色光中的綠色光反射紅色光穿透另外為配合(X-CUBE)合 光所以藍色光路須擺設可調之 45 度之平面反射鏡將光做90度的轉折入射 LCD ；而紅色光路也同樣須要反射鏡第一片為固定式，第二片為可調式將光作 180度的轉折入射LCD。

5•光經分光後分為R.GB三顏色入射LCD，又因為入射LCD光須是偏極光所以 在LCD前有一片Polarizer及波片來配合LCD中之液態晶體動作產生透光與 不透光之現象另外，為了有效的利用而不讓光量損失所以分別在R.GB Polarizer前設有一片視場透鏡(field lens)將發散之光收斂回來；以及因紅色光 路設計為最長所以光量必定有所損失；為了不讓光量損失太多所以在紅色光路 中裝有兩片光繼透鏡(relay le將光量抓回來6•三顏色光進入合光稜鏡將R.GB三顏色合成為白色7.合成完透過投影鏡頭將成像投射於螢幕燈泡(Lamp) 1•燈泡是個拋物面鏡發亮的燈芯就是它的焦點,透過安定器將低壓轉換為高壓點亮燈芯發亮光經由拋物面鏡反射出去成 平行光2. 由於燈泡的設計是高亮度，所以應避免燈泡點在亮時眼睛直 視光源，否則易造成傷害，另外此種燈泡點亮時溫度極高度Lens array1Lens array2PBS聚光透鏡(condenser lens)雙向分光鏡1(Dichroic mirror)雙向分光鏡2（約700〜800度C）取換時要特別小心3. 燈泡對於投影機來說,是一個非常重要關鍵零件,投影機的亮 度和燈泡的瓦特數有著絕對正相關的關係。

一般而言,燈泡 的瓦特數越高,投影機的亮度（流明數）就越高,但亮度除了和 燈泡有關,同時也和光學引擎（光機）的設計有非常密切的關 係例如同樣是120W的燈泡，有些投影機只能有500流明的 亮度,有些卻可以到800流明的亮度,這就是亮度的差異了但 是不見得用高瓦特數的燈泡就一定比較好，因為瓦特數越高， 就會產生越高的熱能，投影機就須較大的散熱風扇，.當風扇 越大，所帶來的噪音也就越大，投影機的體積也會跟著越大4•燈泡依其製造結構不同大致可分為金屬鹵素燈（Metal Halide）和高壓水銀燈（UHP）,其中又以高壓水銀燈為較新技 術，亮度也比較高，較為領先的廠商有 Philips Ushio 及 OSRAMMATSUSHIDA等，目前有生產投影機的廠商幾乎都 是採用Philips的UHP的燈泡至於燈泡的壽命是依其使用 時間而定,通常2000小時壽命的燈泡,在一般的使用情形下 大都可以使用到 2 年左右而一顆燈泡的單價一般大約再一 萬元上下微陣列透鏡是將入射光均分化，將光源分成40個區域達到 使入射於LCD前的光更加均勻,並鍍上（UV-IR）濾紫外.紅外 光之鍍膜因為光源輸出內含紫外•紅外線及熱線易造成LCD 面板與偏光板的光惡化及溫度上升）。

將40個光域的光聚焦於PBS上，其上並鍍上（AR-Coating抗反 射膜增加光之穿透率此稜鏡可把入射的自然光分裂成二道互相垂直的線偏光束 而其線偏方向又互相垂直將入射光會聚於LCD前將光聚焦好提高光的使用效率穿透黃色光反射藍光做 90 度轉向,提供顏色分離用Dichroic mirror)穿透紅色光反射綠光做90 度轉向,提供顏色分離用反射鏡玻璃基板光繼透鏡1.2 (Relay Lens) (視)場透鏡 (Field Lens)偏光片(1/2)波片X-CUBELCD AlignmentLCD 液晶顯示器將光反射改變光的行徑方向而其製程是玻璃經過研磨拋光的表面鍍上一層反射膜（鍍膜可分為兩類1.金屬膜.主要有鋁 銀.金膜 2.為對特殊光波長的光學介質膜 如利用二種不 同折射率之透光介質交叉疊鍍形成反射膜10~20 層（每層厚 度約為久/4）反射鏡的鍍膜選用要根據入射光的波長•偏振 性.入射角.穿透率及反射率而定一般的玻璃都具有穿透率及反射率是因為玻璃的材質為二 化矽& o2 ）本身就具有穿透及反射所以為配合不同用途會 不同的處理，如鍍上 AR 的膜用來抗反射等 將紅色光之光允予延長,且不損失太多光量提高光的使用效 率。

視）場透鏡能使離光軸較遠之光折射進入LCD增大光學系統 場角度，配合聚光透鏡，將光會聚於LCD前，達到光源使用率最 佳化限制特定方向的光通過做相位延遲強制偏光 ，使光轉向相位改變180度1/2.90度 為1/4負責將 R.G.B 三色合成主要目的為調整LCD之收斂，使畫面之R.GB三顏色疊合完 全LCD液晶投影機中所使用的液晶面板與一般見到的LCD液 晶顯示器是不同的，液晶投影機所使用的液晶面板必須要能 夠耐強光、高熱，同時LCD面板中有許多電晶體作為開關 來遮光或透光液晶因為是有規則性排列的液體，受到外力的 作用，像是電場或磁場的影響而改變排列的狀態，顯示的原 理是由外部的電壓改變來控制液晶分子的排列狀態，進而控 制光線的路徑，造成光線的穿透、半穿透或是不能穿透是 現在非常普遍之顯示器它具有省電易於攜帶之優點，拿取 時須配帶靜電環以防靜電破壞內部結構，其主要原理是利用 旋光，使得光被遮阻，造成畫面有亮暗變化，形成影像做 光的切換常見名詞名詞解釋流明(Lumen)流明數為亮度計量單位美國國家標準局對顯示設備的流明 數設有標準，以此一標準量測出的亮度通常以ANSI Lumens 表示流明數越高表示越亮,一般而言,亮度在600流明以上, 在投影時就不需關燈。

對比度(Con tras tRatio)對比量測是由十六格黑白相間的方格測量而來,簡單來說 是最黑與最白亮度單位的相除值當投影機有較高的對比 度時,投影的畫面會比較銳利,色彩也會比較飽和;相反的,當 對比度低的時候,畫面就會顯的比較混濁,而缺乏立體感解析度Resolution)畫面是由許多點所構成的,解析度代表的就是這些點的數量,DLP如1024X768(XGA)就代表畫面是由1024X768個點所構成，組 成方式為每條線上有1024個點,共有768條線而通常畫面 的解析度也會以英文縮寫代表,請參考下表:SXGA 1280 X 1024XGA 1024 X 768SVGA 800 X 600VGA 640 X 480所謂DLP就是Digital Light Processing數位光線處理系統 是由德州儀器公司在 1996所研發出來的它是將光源所發 出來的光線，經過一個高速旋轉的色盤，將光線濾成R、G、 B三種顏色，再投射到一個稱為DMD(Digital Micromirror Device)的晶片上，這個晶片上以矩陣方式排列了許多微小 的反射鏡，每一個反射鏡就是相對於畫面上的一個圖素，透 過反射鏡的角度，來決定這點圖素的亮或不亮。

舉例來說， 假設現在要投射一張全白的圖片，DMD上的鏡片，就會全 部旋轉到亮的角度，將經過色盤的三色光線反射到投影機鏡 頭，我們就會看到由R、G、B二色混合的白光若要投射 紅光，DMD上的鏡片則會在色盤旋轉到紅色時才會將角度 調整到亮的角度，這時投射出來的就是紅光透過DMD上 面鏡片不斷地變化角度，配合高速旋轉的色盤，再加上人眼 的視覺暫留，一個圖素就可以展現出不同的色彩變化投影距離畫素(pixel) 聚焦(FOCUS) 面鏡(Mirror) 透鏡(Lens)可以有效地將投影螢幕投射所需的距離 是指矩陣式的小方格只是指(PIXEL)點小方格的成像清析或模糊 是只兩面皆是平的面不具有曲率一般他是由光學玻璃精密研磨拋光而成的兩個曲面組成費涅爾（Fresnel）均勻度 Uniformity）偏光片色散可見光常用的是球面透鏡,即它的兩個光學面都是球面,其功能是改 變光波的波前透鏡分為雙击.雙凹.平击.平凹.凹击.击凹等 六種,而我所用的是雙击及平击其功能是會聚或稱為收斂 一般來說只要是有曲面而能改變波前的玻璃即便是透鏡它可以作為一種改變波前的光學元件最簡單的Fresnel板 是一個由許多同心圓組成的暗明相間（透明.不透明相間）條 紋。

一般而言, 投影機最亮的地方會是畫面中央的部分,最暗的 地方則是畫面的邊緣部份,而均勻度指的就是最亮與最暗部 分的差異值,當均勻度越高時,畫面從中央到邊緣亮度的一致 性就越高;相對的,當均勻度越低的時候,畫面就會看起來明 亮不一日常生活中的光大部份是自然光自然光的光波動沒有確定 的偏振方向所謂偏振光就是光波動有確定的偏振方向偏光 片是只允許某一個電場方向的光通過的材料最簡單的偏光 鏡片是在平行板上製造一些狹縫只允許光從狹縫中穿過常 見的偏光片是將高分子薄膜沿某一特定方向拉伸使分子鏈 沿某一特定方向排列然後加入一些具有非均向性的吸光染 料光的偏極狀態可以分為電場垂直入射（紙面）的 S 偏極光 （Senkrecht）和平行於入射面的P偏極光（Parallel） 大部份的可見光是由一些波長不同的光混合而成;這些光在 真空中時速率皆相同,但是當其進入某一介質時,其速率隨著 波長而有所改變.（波速隨波長而變的性質稱作色散） 是指人的眼睛所能看見光的範圍波長400nm~700nm依顏色 來分,是紫.藍.綠.黃.橙.紅,而不可見光是指波長不是落在 400nm~700nm 之間; 如波長低於 400nm 則是紫外線,高於 700nm則是紅外線。

光譜是電磁波的一部分顏色 波長（赫茲）M （紫色） 390 ~ 450 nmB （藍色） 450 ~ 492 nmG （綠色） 492 ~ 577 nmF （橙色） 597 ~ 622 nmR （紅色） 622 ~ 700 nm加法混色: 紅 色 G : 綠 色 B : 藍 色: 青 色 Y : 黃 色 B1: 黑 色W=R+G+BR+BR+G=G+B C = W - R Y = W - B M = W -G 幾何光學的理論基礎是以 1.光的直線傳播性 2.光的獨立傳播 3.光的反射定律4. 光的折射定光速 在真空中光行走的速率約每秒3*10的8次方而在其它的介質中的光速皆少於此質光在介質中和真空中之速率比值稱作此 介質的折射率表示成：n=偵孙v介光速會隨著介質不同而改變但頻率恆定不變光在不同的介質當中波長會因界質不同而改變如波長為633nm之HeNe雷射在玻璃中將減少為422nm雙向分光鏡 將折射率低的薄膜與折射率高的薄膜,以10~20 層交互堆積而(Dichroic成•所使用的材質之膨脹係數要接近所使用的玻璃(SiO2)才不mirror)致受熱而變形失真,只要控制這些厚度與層數,便可以使任意入射角的入射光線,在特定的波長範圍穿透或反射。