折反投影系统光学性能变化的疑问

西光光设计

请问，折反投影系统里，为什么整体光学性能会随着视场的增大先增大再减小呢？
（有效视场是有效DMD区域对应的物空间视场）

bit_lzg

胡扯的，硕博论文的镜头设计基本都是胡扯。

西光光设计

bit_lzg 发表于 2023-6-30 13:56
胡扯的，硕博论文的镜头设计基本都是胡扯。

啊？这样评价的吗，我不太懂他说的这句话，您了解吗？

bit_lzg

西光光设计 发表于 2023-6-30 16:39
啊？这样评价的吗，我不太懂他说的这句话，您了解吗？

没理解他在胡扯什么，镜头设计论文很多都是从结果推原理，只是他设计的恰好是这样，他就说因为这样所以结果好，其实都是软件恰好优化成这样，没什么普适性。
超短焦投影镜头的参数基本就是投射比越小越好，投射比越小光线角度自然越大。但是投射比越小越难设计。
最低光线角度一个是跟产品的ID设计有关，再一个是跟整机的结构有关，因为整机结构、镜头的结构容易遮挡光线。
从设计难度上看肯定是offset越小越好设计（offset越小通常最低光线越低），offset越小实际的image cycle 尺寸越小，镜头体积尺寸成本也越小。

论坛我之前分享过一个超短焦的例子，你可以参考一下，然后海绵宝宝也有一个再优化的过程，也可以看看理光、索尼这种公司的专利。

这种镜头设计硕博论文真没啥价值，胡扯的内容太多了，真假难辨。

海绵宝宝

我觉得论文的这种说法具有一定的合理性。

由于超短焦镜头光路上的重叠，因此经常形成中心遮挡，这是所有共轴折反射系统都需要面对的问题。倾斜反射镜是其中一种方式，另一个方式可以是倾斜入射光束，从而避开部分干涉。在超短焦投影镜头中，最常见的方式是DMD做偏移，拉开DMD中心与镜头轴心的距离，当OFFSET＞100%时，相当于架空了镜头中心，让中心轴线区域成为无效区，那么镜头中心是否被挡光便不再重要，重要的反而是离轴区域。DMD OFFSET的处理方式缺点是镜头设计难度会大大增加。

OFFSET不仅仅带来设计难度的增加，同时使得像差校正在一定程度上偏离了近轴光学。其对镜头像差的影响，可能有以下几个方面：

一、OFFSET＞100%时，镜头轴心区域会成为无效区，即像差优化时可以舍弃中心视场，优先保证中部视场和边缘视场，这导致像差平衡与传统投影镜头的差异。传统投影镜头的像差矛盾一般是轴上视场和轴外视场的矛盾，超短焦镜头则是轴外中等视场和边缘视场的矛盾。主要矛盾与平衡手段的差异直接导致架构上的差异。

二、定义镜头最小视场角与光轴之间的夹角定义为θmin ，边缘视场的出射光线与光轴之间的夹角定义为θmax，随着OFFSET增大，θmax-θmin 减小，θmin增大。前者的减小增加了不同物高出射光束的一致性，像差的校正变得相对容易，但是后者的增大对整体的相对照度和像差造成了压力。OFFSET取得合适的值对于系统像差的校正有所裨益。

三、OFFEST造成的中心区域的空白，给TV畸变曲线的形态留下了很大的变化空间，即镜头畸变校正的灵活性可以增加。随着OFFSET的增大，场曲也逐渐脱离近轴区的影响，匹兹伐和越来越无法描述实际的场曲。这两项的变化使得超短焦镜头的像差校正存在更多的可能性，更有艺术性。

综上，以上三点引起的像差差异，有可能存在一个较佳的OFFSET值，使得镜头设计难度与论文图片相符。

西光光设计

海绵宝宝 发表于 2023-7-3 17:44
论我觉得论文的这种说法具有一定的合理性。由于超短焦镜头光路上的重叠，因此经常形成中心遮挡，这是所有共 ...

回味良久，您说的很对。非常感谢您认真仔细的回答。

前途无量

我当时也找了很久，原文的出处应该是我附件的那篇论文。首先这个图是一个粗略的对应关系，而且要与那个年代相结合，传统的投影镜头不可避免的视场角越大，像差越难纠正，像质越差。而新型的光学系统新在投射比在减小，到了现在的形式应该为超短焦了，很明显目前超短焦的主流的方案都是折反式，从早期的放一个凸非球面到自由曲面，整体架构还是比较一致的。正常来说，视场越大，像质肯定是越差的，巧合在于投影光学系统需要偏心量，光学设计的平衡，艺术，比较合理的解释，海绵宝宝大神已经在上面讲述的很好。透过现象发现本质，可能对于光设水平提高更快，与君共勉。

西光光设计

前途无量 发表于 2023-7-7 10:50
我当时也找了很久，原文的出处应该是我附件的那篇论文。首先这个图是一个粗略的对应关系，而且要与那个年代 ...

与君共勉！