照明バンドル (光の円錐) のサイズを DMD 出力バンドルに合わせた広帯域および LED 光源の場合、マイクロミラーのチルト変動により一部の光が側面に漏れたり、出力開口を完全に満たさないことがあります (図 6-3 に示す)。これにより、出力輝度の望ましくない損失が生じます。

マイクロミラーのチルト変動に対する許容度を持ちつつ全光を捕捉する最適な方法は、照明バンドルを出力開口よりも小さく設計することです。これにより、図 6-4 に示されるようにすべての光を捕捉できます：

チルト変動の仕様は ±1° です。出力開口部では、反射した照明がこの角度の 2 倍、すなわち ±2° 移動します。これは反射光線が反射面の角度変動の 2 倍の角度で動くためです。出力開口は、この範囲 (−2° から ＋2°) をカバーするために、照明バンドルより直径で 4° 大きく設計することが推奨されます。

したがって、4° の許容範囲を確保するために達成可能な最大の ƒ 数 (最小の開口径) には実効的な制限が存在します。照明の角度範囲 (数値開口数 (NA)) が非常に小さい場合でも、開口部は ƒ/14.3 相当であり、これは角度直径 4° の円錐に相当します。

この許容範囲内で達成可能な縮小率には 実用的な限界があります。ƒ 数が 1 未満の光学系は非常に製作が難しいです。ƒ/1 を限界とすると、最大倍率縮小率は 13 倍となります。図 6-5 のグラフには 2 つの曲線が示されています。マゼンタの曲線は、製造面で ƒ/1 の円錐光束となる DMD 出力開口における円錐の角度直径を示しています。グリーンの曲線は、照明バンドルと出力開口の間に 4° のマージンを維持する許容照明バンドルの角度直径を示しています。許容される照明円錐の直径は、13 倍を超える倍率縮小直後にゼロになることに注意してください。

与えられた ƒ 数に対する最大達成可能倍率縮小率は、概ね次式で表されます。

まとめると、非コヒーレント光源は高倍率縮小システムで使用する際に 2 つの制限があります。出力側は ƒ/14.3 以下の ƒ 数で、倍率縮小率は 13 倍以下にすることが推奨されます。実際には、照明ビームの角度直径を数度に保つ必要があり、これにより開口部のマージンを確保するか、より低い縮小率を選択することが可能となります。