經常在“光行天下”下載資料和旁觀各位前輩的技術討論，為了杜絕“白嫖”的嫌疑，這里和大家分享一下微型
投影光機光學設計的一些個人經驗。
m %A h]x; &eYnO~$! 因為論壇中關于
鏡頭設計的帖子已經很多，我不敢班門弄斧，所以只對基于DLP平臺（也就是DMD）的微型投影光機的
照明部分的
光學設計做簡單的闡述，僅供參考！如果和各位大牛的想法相左，也請輕噴！
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^ 首先，我認為微投的光學設計主要分為兩個板塊：成像光學設計和照明光學設計；而照明光學設計我認為主要也分為三個部分：
LED準直光路，復眼光路和DMD聚光光路。我通常把LED準直光路叫“Condensor部分”，復眼光路就是“Lens Array部分”，DMD聚光光路叫“Relens部分”。而照明光路和成像光路的連接部分通常是棱鏡。這些年常用的棱鏡有“RTIR棱鏡”和“TIR棱鏡”，也有不用棱鏡的，很少。這個連接部分需要考慮的主要光學因素是兩者的“F/#”和“主光線角度”。
bjvpYZC\5 v o vc,4} 我習慣把投影的照明光學設計分成上述三個部分來單獨設計，當然，在單獨設計前需要首先通過“光學擴展量”的統(tǒng)籌計算來分配光學
參數(shù)。比如每個部分的出入射光角度和出入射光的光斑尺寸等等，說得專業(yè)一點就是NA值，或者F/#。這個工作是軟件無法提供的，需要研究任意一本《幾何光學》上的光學理論，這里我要感謝幫助過我的高老師，前領導CXH，ZY，同事Arther，Cyan，F(xiàn)Y，MHH等等。
Uf#.b2] R4+Gmx1 當我們通過上述計算已經得到了與設計要求的DMD尺寸匹配的LED型號，有效光學口徑范圍，有效光程尺寸等參數(shù)之后，接下來就是各個擊破了：
o";5@NH 0Q^ -d+! 1.Condensor部分：
69#D,ME? n#,<-Rb- Ve,h]/G 通過上面的圖片可以很容易判斷，目前基于LED光源的微型投影，其
光源準直部分大多采用兩片式，一般是1G+1P，其實要求很簡單，就是一句話：在最小的有效光斑口徑下做到輸出盡量小角度的出射光線！做到這個光學指標之后，其余的大部分工作就是機械問題，比如：鏡片尺寸是否合理？鏡片材料是否便宜，好加工？鏡片的形狀是否好加工？非球面鏡片的面型是否好開模？非球面鏡片的面型是否敏感？鏡片的鍍膜是否穩(wěn)定？等等。
o RT<h K?[ *9Q'\ 2.Relens部分：
"iF A&$\ Ig9yd S-. kigq(a 這個部分相對于Condensor部分就難一些了。首先就體現(xiàn)在你用什么棱鏡，“TIR”還是“RTIR”？然后就是要用“序列模式”還是“非序列模式”？如果是“序列模式”，那要了解“反射面設置”，“鏡片的偏心設置”，“鏡片的傾斜設置”等等，然后需要記住“坐標斷點”的邏輯關系，不要弄錯了。基本的設計框架可以參考“廣景”“安華”“揚明”等微投影公司的，目前來看，這十年變化不是很大。
$2u^z=`b!% /5 rWcX 說完基本設置，在優(yōu)化的時候，可能需要一點點的鏡頭設計知識，比如“遠心鏡頭成像原理”，“光線控制知識”，“Spot點斑優(yōu)化知識”，“光線角度控制知識”，可能每個人的習慣不一樣，我的鏡頭設計能力非常一般，但用在照明設計上也算夠用。不管什么水平，在這里，終極目的就是要把之前“Condensor部分”定義的有效光斑內的光線均勻地，高效地，盡量清晰地呈現(xiàn)在DMD有效面上（當然要適當留一些光斑余量，TI給出的建議是15%-20%，因具體項目而異）。
u~MD?!LV t?J Y @hT* 3.Lens Array部分——復眼部分：
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復眼其實只要了解了它的工作原理，那么設計起來就相對簡單了。
Z|&Y1k-h 29P vPR6 復眼在投影光路中的作用是將LED上面的光均勻化，然后在照射到DMD面上，使投影出來的畫面顏色和亮度更加一致。我理解的“復眼勻光原理”不是像通常人理解的“照度上面的均勻化”，而是有一個“卷積”的效果，類似于“傅里葉變換”，將“照度均勻化”的需求變成了“角度均勻化”的過程，這也是為什么“復眼
透鏡”通常被叫做“光學積分器”的一個原因。
n{oRmw- '\yp}r'u 扯理論容易讓人蒙圈，簡單來說就是：入射光S1面的焦點要剛好在出射光S2面上面！這個和材料的折射率和兩個面的R值有關（一般兩個面的R值取同一個值，原因自己體會），然后再根據我們之前第一步的Condensor設計和第二步的Relens設計的口徑要求和光線角度要求，設置合理的單眼長寬尺寸，理論上這個長寬尺寸應該和DMD的長寬尺寸比例一致，但通常情況下，因為我們的Relens部分不是旋轉對稱的模型，兩邊的光程并不統(tǒng)一，所以光斑的長邊和短邊實際照射到DMD有效面的放大倍率不一致，所以一般復眼的長邊和短邊的比值要小于DMD的長邊和短邊的比值。這個工作可以在
ZEMAX上面完成，也可以在TracePro和
Lighttools上完成。
| BrD:+ e_3KNQ`kA 4.整體合成模擬：
r?Y+TtF\e NPjh2 AJm 理論上來說，我們用的ZEMAX，TracePro，Lighttools，ASAP等軟件都可以進行整體模擬，我的習慣是這樣子的，僅供參考：
&^WJ:BvA|^ |)'gQvDM 首先要在ZEMAX上把所有的東西，包括鏡頭全部建模，查看光線的基本走勢和形態(tài)，這方面可以參考TI的參考設計進行修改，我不知道TI允不允許發(fā)到網絡上，如果可以，我后面再補上。
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