投影透镜设计

投影系统是最常见的消费性光学设备之一(可能仅次于照相系统)。它们使我们能够在屏幕上观看图像(通常)，将图像放大并投射到几厘米到几米远的距离(就像在电影院一样)，同时保持高质量的图像。投影系统也被用于工业和科学领域。

典型的设计允许图像在不同的距离(变焦投影镜头)聚焦;这需要多个光学元件一起工作，根据使用情况，可能需要提供连续变焦或有离散固定变焦位置。由于投影系统的主要目的是生成高质量的图像，因此减少所有可能的像差是很重要的。例如，在图1中，我们可以看到几种用于减少球面和色差的双消色差的组合，以及使用负和正元素来纠正失真和彗差。

除了减少像差外，在设计投影透镜时还要考虑不同的参数。这些参数定义了要使用的照明类型、工作距离以及物体和图像相对于光轴的位置。

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把比

投射比是指在屏幕上产生的图像的大小与投影仪放置的距离之间的关系。如果一个投影仪镜头有一个“小抛”，这意味着它可以放置在屏幕附近，仍然产生一个大的图像。

小型投射投影仪是理想的，因为它可以放置在更小的房间里，但它需要更复杂的光学系统设计，以减少像失真和色差等像差，这可能会导致更高的精度元件，这意味着更高的成本系统。

抵消

偏移是指物体从光轴中心的偏移。这将创建一个也将从光轴偏移的图像。有时需要偏移量，以避免沿光轴的物体对图像的阻碍;例如，如果投影机坐在桌子上，桌子可能会挡住一部分图像，或者如果投影机靠近天花板，我们想要避免通过它挡住图像。设计具有可变偏置的系统是可能的，但这需要更复杂的光学设计。更常见的是，在设计系统时采用固定的偏移量(通常在100% - 130%之间)。

照明:远心与非远心

照明结构可以是远心的或非远心的。在远心系统中，照亮物体的光的入射角是恒定的，这反过来在图像上创造了更均匀的亮度。它们可以用一个可变的偏移量(0% - 130%)来设计。照明系统可以独立于投影镜头，所以它可以在不修改另一个的情况下交换一个。缺点是，它们比非远心系统更昂贵，包含的元素更多。

在非远心系统中，照度不是恒定的，而且照度通常处于偏置角度，因此图像亮度也会受到影响。它们往往比远心系统的成本更低，但它们有更多的设计限制。例如，所有非远心系统都必须有一个固定的偏移量。