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什麼是柯拉照明

發布時間: 2021-01-11 07:47:52

A. 學校多媒體教學工具投影儀的成像原理是什麼

液晶投影儀的成像原理如果用一句話來說,就是把液晶板上的圖像通過投影光學系統即鏡頭放大成實像於屏幕上,以供多人觀看。投影物鏡相當於正透鏡,液晶板位於投影物鏡的1倍物方焦距到2倍物方焦距之間,這時將會得到放大的實像。
當然,為了得到像面上照度均勻的彩色圖像,液晶投影儀裡面有復雜的光路和電路。液晶板與投影屏幕相比是很小的,要使投影出來的像足夠明亮,必須要有充足的照明,因此一個大功率燈泡是十分必要的,並且還要專門設計照明光學系統。為了得到均勻的照明,而不是中間亮周圍暗,需要採用柯拉照明,就是照明系統的孔徑光闌被燈泡均勻照明,並成像於液晶板上;而燈泡應通過光學系統成像於投影光學系統的孔徑光闌上。另一方面,由於通過液晶板的光線與光軸的夾角不能太大,垂直於液晶板最好,(例如筆記本電腦的液晶屏,正面看是亮的,側過來看就會暗下來並且失真),照明系統和投影成像系統還必須設計成遠心光路,使通過液晶板的主光線平行於光軸,即垂直於液晶板。
為了投影出彩色圖像,通常需要由三片液晶板分別產生紅、綠、藍三原色圖像,所以照明光需要通過一組分色棱鏡系統,將白光分解成三種色光,分別照明三片液晶板。分色棱鏡系統有多種形式,如菲利普棱鏡、X棱鏡等。由三片液晶板發出的光也必須通過合色棱鏡系統再被投影物鏡投影出去。對於LCOS液晶投影儀,由於採用的是反射光照明,分色棱鏡與合色棱鏡可以合二為一,由一組棱鏡起兩種作用。
燈泡的參數有功率(多少瓦)、發光效率(每瓦多少流明)、配光曲線等;液晶板的參數包括圖像有效尺寸、解析度即多少像素如1024×768,入射光有效角度等,以及與電路有關的一些參數;鏡頭的參數包括焦距、視場大小、相對孔徑,這里焦距與放大倍率有關,視場大小取決於液晶板大小或投影屏尺寸,相對孔徑即入瞳直徑與焦距的比值,和像面照度即明亮程度有關。光路是具體設計鏡頭時要考慮的,是遠心光路。當然鏡頭和光路的更詳細的參數如鏡頭中每個鏡片的形狀、厚度、所用的光學材料等那就是我們這些設計者需要考慮的了,因知識產權問題,設計者和廠家都是不會公開這些參數的,不過如果申請了專利就可以查到。
如果需要進一步了解投影儀的原理與設計,請參閱《幾何光學.像差.光學設計》一書「特殊光學系統」這一章。

B. 請告訴我柯拉照明的嚴格定義

兩種照明方式(1) 臨界照明(Critical illumination)光源經過聚光鏡後,成像於物平面上,如圖5所示。若回忽略光能的損答失,則光源像的亮度與光源本身相同,因此,這種方法相當於在物平面上放置光源。顯然,在臨界照明中,如果光源表面亮度不均勻,或明顯地表現出細小的結構,如燈絲等,那麼就要嚴重影響顯微鏡觀察效果,這是臨界照明的缺點。其補救的方法是在光源的前方放置乳白和吸熱濾色片,使照明變得較為均勻和避免光源的長時間的照射而損傷被檢物體。用透射光照明時,物鏡成像光束的孔徑角,被聚光鏡像方光束的孔徑角所決定,為使物鏡的數值孔徑得到充分利用,聚光鏡應有與物鏡相同或稍大的數值孔徑。 (2) 柯拉照明臨界照明中物面光照度不均勻的缺點,在柯拉照明中可以消除。在光源1與聚光鏡5之間加一輔助聚光鏡2,如圖6所示。可見,由於不是直接把光源,而是把被光源均勻照明了的輔助聚光鏡2(也稱為柯拉鏡)成像在標本6上,所以物鏡的視場(標本)得到均勻的照明。