本研究為設計一款可直接貼著投影屏幕的超短投射比鏡頭，使光源經過所設計的透鏡組投影在像素化擴散型投影膜一顆顆散射點上，成一個透明投影系統。
目前透明顯示市場多為公共顯示或廣告，大多需要使用背投方式投影，以致於光源與屏幕的搭配尤為重要，目標是對向觀看者只能看見影像，不要看見雜散光，由市場上的透明投影系統可以知道擁有一台配合投影顯示膜的專用投影機的必要性。
在背投式投影機方面，目前市場已有多款的便攜式投影機，顯示技術以德州儀器DLP技術為主，LCoS為輔。在不同的流明、不同的投射距離與不同的投影機體積下，發現投影機體積越小者，其輸出的光通量越小，如果不限制投影機體積大小的話，已有直接靠著投影屏幕的投影機，但其體積過大，就美觀與空間上考量，並不適用，因此開啟了本研究的動機，將以陣列式LED on silicon為光源針對像素化擴散型投影膜設計一組低畸變超短投射比鏡頭。
本研究概念是希望將本研究投影機與像素化擴散型投影膜使用於車後窗，藉由車後窗玻璃貼上膜片與擺放微型投影機，可以投影廣告，提高車後窗使用率，或警示後方來車目前車速，以示安全。
研究內容包含低畸變微型超短投射比投影鏡頭設計、定義投影後的使用效率及分析最大能容忍的誤差範圍，以利考慮在車子行進中使用。在成本、緊湊度、檢測範圍、成像品質為考量，微型超短投射比投影鏡頭設計須考慮三個重要因素，一個是投射距離，一個是畸變，另一個則是光源使用效率，這三種因素將是設計本研究設計鏡頭的重要條件。

This research is designing a low-distortion ultra-short focus lens for see-through projection systems. The market of see-through projection system is public display, it always used for the advertisement. It can see displayed image and something back of the screen at the same time. In terms of rear projection, there are many compact projectors. In different luminance or projective distance or the size of the projection, you can understand that the lower size of the projector, the lower output luminance of the projector. It has been the product of ultra-short focus projector by the see-through projection screen, but it too large to put in car. So I started the motivation of this research, hope to combine the LED on silicon source and see-through projection together. In order to increasing the rate of utilization in the rear window of the car, it’s better to downsize low-distortion ultra-short focus projector. The content of this research has three parts, including of designing a low-distortion ultra-short focus lens, defining efficiency using the projection and analysis tolerance of the maximum error range. Overall considerations, there are three important factors, one is the projection distance, another is low distortion, the other is the efficiency of the systems.

摘要---------------------------------------------------------------------ii
Abstract---------------------------------------------------------------iii
致謝---------------------------------------------------------------------iv
目錄----------------------------------------------------------------------v
圖目錄-----------------------------------------------------------------vii
表目錄------------------------------------------------------------------xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 4
1.2相關資訊回顧 9
1.2.1透明顯示器 9
一、光透射式－透明液晶顯示器 9
二、光透射式－透明有機發光二極體顯示器 11
三、投射式－透明自發光顯示器 14
四、透明顯示器發展與市場 17
1.2.2像素化擴散型投影膜 18
1.3 論文架構 19
第二章 超短焦投影機之光學架構 20
2.1 超短焦投影機之性能需求 20
2.2 超短焦投影機之架構元件 21
2.2.1 訊號光源 22
2.2.2 投影鏡組 29
2.3 必備考量光學設計 37
2.4 設定設計參數 45
第三章 成像光學原理計算與模擬結果 46
3.1 成像光學原理計算 46
3.1.1光學系統結構 46
3.1.2 成像透鏡 49
3.1.3 曲面鏡 50
3.1.4中間像位置 52
3.1.5確定設計參數 52
3.2模擬結果 53
3.2.1檢測範圍FOV 54
3.2.2畸變 55
3.2.3 MTF 55
第四章 實驗結果驗證與討論 57
4.1 畸變量測 58
4.2 光斑量測 62
4.3投影效果 66
4.4與現行投影機比較 68
第五章 結果討論與未來工作 69
5.1結果討論 69
5.2 問題討論與分析 70
5.3 未來工作與展望 72
參考文獻 73

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