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光學系統
其實,DLP投影機顯示系統可以為單片式和三片式(three chip system),三片式結構較為復雜,在此從結構簡單的單片式說起。
由于DMD芯片很小,人眼無法直接觀看到DMD反射出來的圖像,因此引入一個鏡頭把DMD的圖像進行放大(跟相機的鏡頭起著相反的作用),為了保證光學效果,鏡頭必須盡可能的靠近DMD芯片,因此在DMD芯片放置鏡頭后方成了DLP投影機常見布局方式,廠商往往只能改變光源位置構成不同的光學的系統。DLP投影機光學系統主要分為遠心與非遠心兩種結構,從命名上可以大致了解到,“心”是指DMD芯片,“遠”與“飛遠”是指光源到DMD芯片的距離,它們的具體結構如下。(這里僅考慮單光源的結構)

單片式DLP投影機工作原理
在遠心結構中,光源往往是UHP、金屬鹵化物等的點光源,DMD芯片并不能直接使用其光線,因此會利用一個半橢圓形的反射罩匯聚光線并投射到聚光柱(Integrator Rod)中,聚光柱會把原來方向雜亂的光線變為平行光線,但是平行光線距離DMD較遠而且角度不合適,仍需借助折疊鏡(Fold Mirror)等一系列光學鏡片的幫助才能到達DMD芯片表面。在漫長的馬拉松過去后,光線依然是不會直接投射到DMD芯片,必須經過TIR棱鏡(備注)將入射光線與反射光線(圖像)分離才能完成任務。
遠心結構結構簡單,光路不需要經過多少折返即可達到DMD芯片表面,光學結構相對簡單,但是系統沒法做小,不適合小型化的DLP投影機,于是非遠心結構出現了。在非遠心結構中,由于光源靠近DMD芯片,因此不得不增加鏡頭與DMD芯片的距離,但是光線同樣經歷的反射罩、聚光柱、折疊鏡才能到達DMD芯片表面,光路更曲折。非遠心結構的復雜的光路縮小光學系統的體積,但是造成了入射光線的入射角過大的問題,而且缺少TIR棱鏡,無法把入射角降低到遠心結構的水平,最終造成了微反射鏡上的光線互相匯聚,破壞了亮度均勻度。

使用TIR prism的單片式DLP投影機之光學系統
TIR(Total Internal Reflection,全內反射)棱鏡是一種利用光全內反射現象制成的鏡片,當光線經過兩個不同折射率的介質時,部份的光線會于介質的界面被折射,其余的則被反射。但是,當入射角比臨界角大時(光線遠離法線),光線會停止進入另一接口,反之會全部向內面反射。投影機光學系統正是借助TIR棱鏡鏡分離入射光線與反射光線,避免干擾。