我们共同熟悉一下这个新型的微球面结构的光学屏幕吧

                                                图一

                     柱面镜条纹屏的光学结构 （图二）

微球结构光学型透射屏幕与传统柱面条纹屏的对比

    柱面条纹光学背投屏幕是一种衍射光学器件，在背投屏幕中利用衍射原理，主要是为了解决外来光线对屏幕的干扰，有效的制止外来光线参与成像，衍射方式一般以条纹线状狭缝为结构，也就是我们常说的刻线（通过模具挤压成形），狭缝之间有黑色条纹用来阻隔外来光线的进入，同时也起到视觉对比的作用。各衍射狭缝之间相互干涉，使透过狭缝的光线相互作用通过规则散射成像。每一个衍射狭缝对应一个柱面镜，柱面镜与衍射狭缝之间有一定光距，幕基的厚度一般是柱面镜的 1.48 倍，黑色条纹线宽为柱面镜直径的 0.4 左右，由此构成真正意义上的衍射光栅。在所有背投屏幕中，由柱面镜条纹构成的光栅成像屏幕，给人们留下的印象最为深刻，成像效果也是最好的，是任何技术都无法取代的“衍射光栅”成像器件。

无论使用什么样的技术，背投屏幕成像是很容易的，只要具备一定的散射能力、光线透射能力都能实现背投成像，但是，如果要满足各种使用环境以及人们的各种理想要求，没有对应的光学设计是无法实现的。在微显示 Lcos 配套中我们要重点考虑背投屏幕的关键功能与参数。

?  背投屏幕的抗外来光线干扰能力。

?  屏幕成像后的均匀度。

?  屏幕的亮度（光线的透过率）

?  屏幕的增益

?  自主知识产权（国产化技术）

?  屏幕的抗变形能力

由于 Lcos 的出色表现，一些相关参数可以放在次要考虑与设计。如图像的分辨率、对比度，如果要求大视角，屏幕的增益也没有必要设定太高，一般设立在 1.0 — 1.8 之间即可满足视觉需求。

Lcos 微型显示配套屏幕的技术实施与方案。

本文提出的上述 6 项要求全部基于自主知识产权国产化标准以及 Lcos 的特性所需求的各项功能，供读者参考。

微球透射屏幕就是基于这 6 项要求设计的。屏幕在设计的过程中全部围绕这 6 项基本要求，光学原理见（图一）。

微球透射屏幕就是在柱面镜条纹屏幕的基础上创新的。利用不同于幕基折射率的微球光学粒子填加于幕基当中，每个光学微球粒子都具备一定的投射与折射力。光线通过时形成微小的涡旋光场，微球之间相互作用使屏幕的成像十分柔和，同时又起到了微细扩散作用使屏幕成像更加均匀，它的缺点；在使用上降低了屏幕的锐度，屏幕的设计保留了柱面镜的特性，在使用上是横向使用，增加了上下视角，利用使用上的区别，避开专利的束缚，同时在屏幕的结构上又保留了黑色条纹技术，但是在衍射结构上改变了柱面条纹屏的结构设计，见图一，它与图二传统的柱面条纹成像屏的区别就在于；微球透射屏采用双凹单凸的棱镜结构将衍射条纹增加了棱镜刻线，以提高因微球扩散而降低的屏幕成像锐度。整个微球透射屏幕保留了人们对柱面条纹成像屏的习惯与情有独钟，原理上避开了专利瓶颈，该屏幕在设计上最大的突破不仅如此，微球透射屏幕采用涡旋光场导光点制备于柱面镜表面，使屏幕在配套上解除了焦距配套问题、解除了使用菲涅耳结构带来的技术问题。涡旋光场导光点在柱面镜上的制备同样可以改变投影光线，同样提高光线的扩散均匀度，其全部光学原理见图一、图四。

图四

本章结详细介绍了完全属于中国技术的微球透射屏幕的光学原理及其特性与结构。笔者从事该项技术研究多年，经过大量的实践，以形成初具规模的产业化能力，为我国的 Lcos 微显示事业起了推动的作用，为国产化配套奠定了稳定长期的基础，为全新条件下的光学背投屏幕需求提出了新的理论基础。本文力求使用通俗易懂的语言描述，避免使用一些专业光学理论分式，让更多的读者去理解受用。