第十章印刷光学系统分析ppt-第八章光学系统分析
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第八章 典型光学系统 应用光学教学课件
D/f物 称为物镜的相对孔径。
为什么不直接用光束口径,而采用相对孔径来代表望远物镜的 光学特性?? 是因为相对孔径近似等于光束的孔径角2U’max. 相对孔径越大，U’max越大，象差也就越大。为了校正像差， 必须使物镜的结构复杂化。 相对孔径代表物镜复杂化的程度
3. 视场 系统所要求的视场，也就是物镜的视场
材料容易制造，特别对大口径零件更是如此
大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校
正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制
1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成
二 望远系统的放大率及工作放大率
1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示 按瑞利判断：φ＝140″/D 按道威判断：φ＝120″/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。
2、视觉放大率和分辨率的关系 φ Г＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使
第八章 典型光学系统
3、眼睛的光学参数：
标准眼： 根据大量的测量结果，定出了眼睛的各项光学常数，
包括角膜、水状液、玻状液和水晶体的折射率、各光学 表面的曲率半径、以及各有关距离。
简约眼：把标准眼简化为一个折射球面的模型
二、眼睛的调节及校正
1、眼睛的调节原理? 折射球面r的改变
远点距，肌肉完全放松时，眼睛所能看到的最远lr 近点距，肌肉最紧张时，眼睛所能看到的最近点lp
3. 一望远物镜焦距为1m，相对孔径为1：12，测出出瞳 直径为4mm，试求望远镜的放大率和目镜焦距。
为什么不直接用光束口径,而采用相对孔径来代表望远物镜的 光学特性?? 是因为相对孔径近似等于光束的孔径角2U’max. 相对孔径越大，U’max越大，象差也就越大。为了校正像差， 必须使物镜的结构复杂化。 相对孔径代表物镜复杂化的程度
3. 视场 系统所要求的视场，也就是物镜的视场
材料容易制造，特别对大口径零件更是如此
大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校
正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制
1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成
二 望远系统的放大率及工作放大率
1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示 按瑞利判断：φ＝140″/D 按道威判断：φ＝120″/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。
2、视觉放大率和分辨率的关系 φ Г＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使
第八章 典型光学系统
3、眼睛的光学参数：
标准眼： 根据大量的测量结果，定出了眼睛的各项光学常数，
包括角膜、水状液、玻状液和水晶体的折射率、各光学 表面的曲率半径、以及各有关距离。
简约眼：把标准眼简化为一个折射球面的模型
二、眼睛的调节及校正
1、眼睛的调节原理? 折射球面r的改变
远点距，肌肉完全放松时，眼睛所能看到的最远lr 近点距，肌肉最紧张时，眼睛所能看到的最近点lp
3. 一望远物镜焦距为1m，相对孔径为1：12，测出出瞳 直径为4mm，试求望远镜的放大率和目镜焦距。
第八章 常见光学系统
第八章 常见光学系统
光学仪器
❖ 成像系统 ❖ 照明系统
视角放大率：通过一定光学系统看物体时， 其像对眼睛的张角的正切与直接看物体对眼 睛张角的正切之比。
照明系统
❖ 临界照明 ❖ 柯拉照明
照明系统
❖ 临界照明：
– 把灯丝通过聚光镜成像在观察物体上
照明系统
❖ 柯拉照明：
– 灯丝像通过聚光镜成像在投射镜上 – 光阑通过投射镜成像在定焦面上
x1
得
dx'2 f 2 f '2
dx1
f1 f '2
1 f1
f2 '
在空气中：
f2'
f1 '
f '22
f '12
f1 '
f2 '
望远镜的视角放大率
M tan' f '1
tan
f '2
❖ 如果物镜的焦距大于目镜的焦距，通过望 远镜观察远处的物体时，在眼睛视网膜上 所成的像将得到放大。
0 250 2 0.00029 0.145
0
0.5
NA
0.5 M 0.145
NA
当取 = 0.00055mm 527NA M e
500NA M e Me 为有效放大率
望远镜Telescope
❖ 用于观察远距离物体的目视光学仪器， ❖ 把物方对眼睛很小的张角按一定倍率放
大，在像空间与眼睛形成较大的张角， 使眼睛能够分辨。
放大镜的放大率——视角放大率
❖ 通过放大镜观察物体时，物体所成 的像对眼睛张角的正切与直接观察 物体事物体对眼睛所张角的正切的 比。
放大镜
放大镜光路图
B’ y’
光学仪器
❖ 成像系统 ❖ 照明系统
视角放大率：通过一定光学系统看物体时， 其像对眼睛的张角的正切与直接看物体对眼 睛张角的正切之比。
照明系统
❖ 临界照明 ❖ 柯拉照明
照明系统
❖ 临界照明：
– 把灯丝通过聚光镜成像在观察物体上
照明系统
❖ 柯拉照明：
– 灯丝像通过聚光镜成像在投射镜上 – 光阑通过投射镜成像在定焦面上
x1
得
dx'2 f 2 f '2
dx1
f1 f '2
1 f1
f2 '
在空气中：
f2'
f1 '
f '22
f '12
f1 '
f2 '
望远镜的视角放大率
M tan' f '1
tan
f '2
❖ 如果物镜的焦距大于目镜的焦距，通过望 远镜观察远处的物体时，在眼睛视网膜上 所成的像将得到放大。
0 250 2 0.00029 0.145
0
0.5
NA
0.5 M 0.145
NA
当取 = 0.00055mm 527NA M e
500NA M e Me 为有效放大率
望远镜Telescope
❖ 用于观察远距离物体的目视光学仪器， ❖ 把物方对眼睛很小的张角按一定倍率放
大，在像空间与眼睛形成较大的张角， 使眼睛能够分辨。
放大镜的放大率——视角放大率
❖ 通过放大镜观察物体时，物体所成 的像对眼睛张角的正切与直接观察 物体事物体对眼睛所张角的正切的 比。
放大镜
放大镜光路图
B’ y’
《光学系统CAD》课件
光学系统CAD的未来应用
光通信领域
随着5G、6G等通信技术的发展，光学系统CAD在光通信领域的应 用将更加广泛，涉及光器件设计、光波导结构优化等方面。
生物医疗领域
光学系统CAD在生物医疗领域的应用将逐渐增多，涉及光学成像、 光学生物传感器等方面。
智能驾驶领域
随着智能驾驶技术的发展，光学系统CAD在智能驾驶领域的应用将 更加重要，涉及车载摄像头、激光雷达等方面。
VS
光学系统CAD通过建立数学模型和仿 真，对光学系统的性能进行预测和优 化。它能够大大提高设计效率，缩短 产品研发周期，降低研发成本，提高 产品质量。
光学系统CAD的重要性
光学系统CAD在现代光学产业中具有 举足轻重的地位。随着科技的不断进 步，光学系统的设计和制造变得越来 越复杂，对精度和性能的要求也越来 越高。
光学系统CAD的未来挑战
复杂光场模拟
随着光学系统的复杂度增加，如何准确模拟复杂光场成为 光学系统CAD面临的重要挑战。
高精度制造
随着光学元件的精度要求不断提高，如何实现高精度制造 成为光学系统CAD面临的挑战之一。
多学科交叉
光学系统CAD涉及多个学科领域，如何实现多学科的交叉 融合，提高设计的综合性能，是未来需要解决的问题。
05
光学系统CAD的未来展望
光学系统CAD的发展趋势
技术融合
随着光学、计算机科学和数学的交叉发展， 光学系统CAD将进一步融合多种技术，实现 更高效、精确的光学设计。
智能化
人工智能和机器学习在光学系统CAD中的应用将更 加广泛，实现自动化设计、优化和仿真，提高设计 效率。
云端化
光学系统CAD将逐渐向云端化发展，实现数 据共享、远程协作和实时更新，提高设计协 同性。
第八章 光学系统的像质评价和像差公差
第二节 分辨率
★ 分辨率——反映光学系统能分辨物体细节的能力，可用来 评价光学系统的成像质量。
★ 瑞利指出“能分辨的两个等亮度点间的距离对应艾里斑的 半径”，即一个亮点的衍射图案中心与另一个亮点的衍射图案 的第一暗环重合时，这两个亮点则能被分辨。
如 图 8-3b 。 这 时 在 两 个 衍 射图案光强分布的叠加曲线 中有两个极大值和一个极小 值，其极大值与极小值之比 为 1:0.735 ， 这 与 光 能 接 收 器 （如眼睛或照相底板）能分 辨的亮度差别相当。若两亮 点更靠近时，如图8-3c，则光 能接收器就不能再分辨出它 们是分离开的两个点。
图8-8 光学系统的调制传递函数计算实例
下面简要介绍两种利用调制传递函数评价成像质量的方法。
一、利用MTF曲线来评价成像质量
MTF表示各种不同频率的正弦强度分 布函数经光学系统成像后，其对比度(即 振幅)的衰减程度。当某一频率的对比度 下降到零，说明该频率的光强分布已无
亮度变化，即该频率被截止。这是利用 光学传函评价成像质量的主要方法。
瑞利判断和中心点亮度是从不同角度提出的像质评价方法， 研究表明，对一些常用的像差形式，当最大波像差为λ/4时，其 中心点亮度S.D约等于0.8，表明这两种评价方法是一致的。
斯托列尔准则同样是一种高质量的像质评价标准，也只适用 于小像差系统。但由于其计算相当复杂，在实际中不便应用。
现代光学设计软件不仅能计算中心点亮度，而且能绘制任一
★ 任何光学系统都不可能，也没有必要把所有的像差都校正 为零，必然还残存有剩余像差，故有必要讨论各种光学系统所 允许存在的剩余像差值及像差公差的范围。
第一节 瑞利（Reyleigh）判断和中心点亮度
一、瑞利判断
瑞利判断是根据成像波面相对理想 球面波的变形程度来判断光学系统的 成像质量.瑞利认为“实际波面与参 考球面波之间的最大波像差不超过 λ/4 时 , 光 学 系 统 的 成 像 质 量 是 良 好 的”.
光学系统的稳定性与误差分析
光学系统的稳定性与误差分析光学系统是一种利用光的传播和改变来实现特定功能的系统。
在现代科技中，光学系统广泛应用于光学通信、成像、激光加工等领域。
而光学系统的稳定性和误差分析则是确保光学系统能够正常工作和提高系统性能的重要环节。
一、光学系统的稳定性光学系统的稳定性是指系统在特定条件下，能够保持其性能和输出结果的一致性。
稳定性的好坏直接影响到光学系统的可靠性和精度。
光学系统的稳定性主要受到以下几个方面的影响。
1. 光源稳定性：光源是光学系统的核心组成部分，其稳定性直接影响到整个系统的稳定性。
光源的稳定性可以通过测量光源的波长、功率、光斑大小等参数来评估。
对于激光光源，还需要考虑激光的模式稳定性和波长稳定性。
2. 光学元件的稳定性：光学元件包括透镜、棱镜、反射镜等，它们的位置、角度和形状稳定性对光学系统的性能有重要影响。
因此，在设计和制造光学元件时，需要考虑其稳定性要求，并采取相应的措施来保证其稳定性。
3. 环境因素：环境因素如温度、湿度、振动等也会对光学系统的稳定性产生影响。
温度变化会导致光学元件的膨胀和收缩，从而改变光学系统的焦距和成像质量。
湿度变化会导致光学元件表面的水膜形成，从而影响光学系统的透射和反射效果。
振动会导致光学元件的位置和角度发生变化，从而影响光学系统的对准和成像效果。
二、光学系统的误差分析光学系统中的误差是指由于设计、制造和使用中的各种因素引起的系统性能偏差。
误差的存在会导致光学系统的分辨率降低、成像质量下降等问题。
因此，对光学系统的误差进行分析和修正是确保系统性能的关键。
1. 几何误差：几何误差是由于光学元件的形状、位置和角度不精确而引起的误差。
例如，透镜的曲率半径和球面度不达标会导致像差增大，镜片的位置和角度偏差会导致光斑偏移和畸变等问题。
几何误差可以通过精确的制造工艺和精密的测量设备来减小。
2. 表面质量误差：光学元件的表面质量对光学系统的成像质量有重要影响。
表面质量误差包括表面粗糙度和表面形状误差。
第八章 光学系统成像质量评价
L 符号规则：由理想像点计算到实际光线交点
最小弥散圆
l :近轴（理想）像点位置
存在球差 时的像点 形状
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
对应孔径角U入射光线的高度h
hmax
-Umax A
h
-U L’ l’
A’
-δL’
-δT’
垂轴球差是过近轴光线像点A’的垂轴平面内度量的球 差。用符号δT’ 表示 它表示由轴向球差引起的弥散圆的半径
一、子午像差
子午光线对交点 B'T 子午光线对交点与理想像平面不重合
同样，子午光线对交点与主光线不重合
• 子午场曲: 子午光线对交点到理想像面的距离
' XT
• 子午彗差：子午光线对交点到 ' 主光线的距离 K T 子午光线对交点 B'T 离开主光线的垂直距离KT’用来表示此光 线对交点偏离主光线的程度
一定物距l成像时，因各色光的焦距不同所得到的像距l’也不同。 按色光的波长由短到长，其相应的像点离透镜有近到远地排列 在光轴上，这种现象称为位置色差。
lF '
F
lC '
d C
F'紫
F'黄
F'红
通常用C、F光像平面的间距表示轴向色差
lF lC lFC
l' FC 0
称为色差校正不足 称为色差校正过渡
正负透镜组合，总的光组为正透镜； 其中正透镜用低色散、低折射率材料，负透 镜用高色散、高折射率材料； 组合后具有校正球差和色差能力；
（2）垂轴色差（倍率色差） 光学材料对不同色光的折射率不同，对于光学系统对不 同色光就有不同的焦距 y '
y f tg
C
yF '
应用光学各章知识点归纳
第一章 几何光学基本定律与成像概念波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称波面。
光的传播即为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就是光束。
波前：某一瞬间波动所到达的位置。
光线的四个传播定律：1）直线传播定律：在各向同性的均匀透明介质中，光沿直线传播，相关自然现象有：日月食，小孔成像等。
2）独立传播定律：从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方向相交于空间介质中的某点时彼此不影响，各光线独立传播。
3）反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线在法线的两侧，反射角等于入射角。
4）折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光线和折射光线在法线的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线所在的介质与入射光线所在的介质的折射率之比，即nn I I ''sin sin = 光路可逆：光沿着原来的反射（折射）光线的方向射到媒质表面，必定会逆着原来的入射方向反射（折射）出媒质的性质。
光程：光在介质中传播的几何路程S 和介质折射率n 的乘积。
各向同性介质：光学介质的光学性质不随方向而改变。
各向异性介质：单晶体（双折射现象）马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。
费马原理：光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。
全反射临界角：12arcsinn n C = 全反射条件：1）光线从光密介质向光疏介质入射。
2）入射角大于临界角。
共轴光学系统：光学系统中各个光学元件表面曲率中心在一条直线上。
物点/像点：物/像光束的交点。
实物/实像点：实际光线的汇聚点。
虚物/虚像点：由光线延长线构成的成像点。
共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。
（A ，A’的对称性）完善成像：任何一个物点发出的全部光线，通过光学系统后，仍然聚交于同一点。
每一个物点都对应唯一的像点。
理想成像条件：物点和像点之间所有光线为等光程。
第十章 分光光度法
透光度，透射比。用T表示。
注：溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度， T越大表示它对光的吸收越弱；反之，T越小，表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度： 为透光率的负 A lg I0 lg 1 ＝ lgT
（四）吸光系数 1．定义（物理意义）
一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。
2．两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε )：表示一定波长下，吸光物质的溶液
浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
)：表示一定波长下，吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系：
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中，为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度，入射光的波长应（ ）
A．最大吸收波长
B．最小吸收波长
检测器 作用：将光信号转换为电信号，并放大 光电管，光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm，用于可见 光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源适 用150nm-400nm，用于紫外光区，如氢灯 和氘灯。
注：溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度， T越大表示它对光的吸收越弱；反之，T越小，表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度： 为透光率的负 A lg I0 lg 1 ＝ lgT
（四）吸光系数 1．定义（物理意义）
一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。
2．两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε )：表示一定波长下，吸光物质的溶液
浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
)：表示一定波长下，吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系：
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中，为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度，入射光的波长应（ ）
A．最大吸收波长
B．最小吸收波长
检测器 作用：将光信号转换为电信号，并放大 光电管，光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm，用于可见 光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源适 用150nm-400nm，用于紫外光区，如氢灯 和氘灯。
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N为为相应的单位长度可以分辨的线数
①上述分辨力只是理论值，由于像差和其它误差的影响，实际分 辨力要比理论值低得多。一般只有40～60 l／mm。
②如果考虑照相的全过程，那么在实际工作中还应该注意感光底片的 分辨力，不能盲目追求镜头本身的高分辨力，而应使镜头和感光底片 的分辨力互相匹配。
显然，镜头的分辨力过低，将会使原稿上的细微层次丢失。因此，在 选择镜头分辨力时，还应注原稿的性质。
L1
n1 n1
1
d1
L2
n2 n2
1
d
2
式中n1、d1为滤色镜的折射率和厚度；n2、d2为玻璃网屏的折射率 和厚度
制版照相机镜头的性能参数
制版镜头的主要性能参数有：焦距、视场、孔径、分辨率、成像 密度域等。
焦距：焦距是制版镜头的基本参数之一，它决定了成像倍率和底片
的尺寸规格。长焦距镜头可以使底片上的照度更为均匀。焦距与曝光 时间有密切关系，在其它条件不变时，镜头的焦距越短，则可以增大 拍摄倍率和缩短曝光时间。焦距与底片尺寸的关系在P107
调制器采用声光调制
当高频超声波信号不加在声光晶体上时，激光 可顺利通过声光晶体
高频信号加在晶体上时，激光在衍射作用下 光强增强
光学系统
中性密度滤色片。中性密度滤色片的作用是改变曝光时的光强度，
适应不同输出材料的变化。其余l～8位置上有不同的滤色片，位置级数越 高，光强衰减越大。
旋转多面镜。激光照排机的输出速度与多面镜的转速(3000r／min)
3．照明系统。制版照相机则有专门的照明系统，以保证原
稿上有均匀、稳定的照明。
4．制版照相机镜头要严格校正各种像差。
四、制版照相机镜头的结构
制版照相机镜头的设计主要是在满足性能参数要求的条件下，进 行像差(球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差和倍率色差) 校正.
一类是对称型结构
采用胶合面或透镜分离
灰度级＝（
输出分辨率 加网线数
）2＋1
输出分辨率 2400DpI
网目线数
150LpI
灰度级＝（2400）2＋1＝162＋1＝257 150
每增加或减少一个激光点曝光，印刷网点尺寸变化一级，构成不同深浅的 灰度级。
2、激光印字机。激光印字机以半导体激光器作为光源。
其光学系统的结构和工作原理可分为两种：一种是通过控制注入电 流调制激光；另一种是用声光调制器调制激光。
制版照相机镜头的特点 1．工作距离有限。镜头的工作距离是指被拍摄的物平
面到镜头的前表面之间的距离。
距离不很大，而镜头的焦距又比普通照相机大得多，制版照相机 镜头的工作距离不能认为在无限远，只能在有限距离下工作。其 底片位置不与像方焦面重合。
2．滤色镜和网屏
像发生位移 残余像差增大，影响清晰度
像面照度下降，增加曝光时间
有关。
面数 5 8
转数 3000 3000
扫描线 15000 24000
照排机的输出分辨率：
又称为记录分辨率或记录精度。指激光照排机在单位长度内可以记录的光点 数量。通常以每英寸的点数（dpi)或每厘米的点数（dpem)来表示
输出分辨越高，激光点的尺寸越小，光点密度程度越高，在相同的加网线数， 输出分辨力越高，组成的网点的光点就越多。灰度级变化越大。
制版照相时，感光材料的最大幅面不能超过像场(一般为圆形) 的内接矩形。即感光材料对角线等于像场的直径Φ
2 f '(1 )tg'
制版照相时，感光底片的尺寸决定于缩放倍率β、镜头焦距f’ 和像方视场角ω。一般制版镜头的像方视场角ω =40°～60°左 右
孔径。制版照相系统的孔径光阑一般设在镜头中间。在制版照相工
导体激光器发出的激光束经扩束镜后被多面棱镜反射，到达硒鼓表 面并进行扫描，在硒鼓表面涂布光敏半导体材料硒，经过光束照射 (扫描)过的各点发生放电，形成带负电荷的字符影。再经过显影、 转印、定影等，即可以在记录纸上形成永久性的字符。
电分机的光学系统
电分机工作的基本原理是：通过光点扫描，在原稿上提取光信息，并通过光电 倍增管进行光电转换，转换成电信号以后输入计算机系统进行处理，处理后的 电信号从计算机系统输出，经电光转换为光信号，并在记录软片上进行扫描， 从而获得黄、品红、青、黑等各色阴图片或阳图片。
为了提高照相制版的效率，应在保证满足拍摄尺寸和 缩放倍率的前提下，尽量选择焦距短些的镜头！
视场。照相镜头的视场光阑设在底片平面上，因此其入窗与物
平面重合，可以消除渐晕。？？？
但由于像差及装校等原因，在像面上只能在一定范围内的成像是 清晰的，这个清晰成像的范围即为像场，与像场共轭的物平面 (原稿)范围即为视场。
激光图文照排机
工作原理是：以激光器为光源，它发出高强度的相干光束。对于
一个完整的版面，首先由采用Postscript版面描述语言的栅格图像处 理器(RIP)分解成许多微小方格的图文单元(称为像素)，这些像素的 边缘小到0．02mm，这些像素被调制的激光束在感光材料上扫描成 像曝光就形成了图文。
激光器和调制器。3000型激光照排机采用l0mW He--Ne激光器。
艺中，由于有专门的照明设备，使用较强的光源，并且曝光时间比较 长。因此，与普通照相机相比，制版照相机的相对孔径要小得多。
分辨力(解像力)。分辨力是指镜头分辨物体细微结构的能力。
根据光的衍射理论和瑞利判据，镜头的理论分辨力为：
1.22 f '
D 为镜头分辨两物点在底 片上的距离
N D
1.22f '
成像的密度域。镜头成像的密度域表示相同密度的原稿成像时，
其密度变化的性能。
习惯上把密度域大的镜头称为“硬性”镜头，反之则称为“软性”镜 头。 密度域的不同主要是杂光和残余像差的影响。杂光使像面上对比度 下降，而残余像差则使成像清晰度下降。因此导致了成像密度域的 变化。一般是使像的密度差比原稿密度差缩小。
第 十章光学系统分析
制版照相机的光学系统成像原理
11 1 l' l f '
当横向放大率＝l' 1时为原大像
l
当缩放对光时，l' l l' f '(1 )
若在镜头和原稿之间需要加入滤色镜(其折射率n1，)或在底片之前 需要使用玻璃网屏(其折率为n2)，则应该注意它们对物距和像距的 影响。
由空气中平行平板玻璃的成像规律可知，在照相机镜头前后加滤 色镜或玻璃网屏时，其物距或像距应分别增加ΔL1或ΔL2
①上述分辨力只是理论值，由于像差和其它误差的影响，实际分 辨力要比理论值低得多。一般只有40～60 l／mm。
②如果考虑照相的全过程，那么在实际工作中还应该注意感光底片的 分辨力，不能盲目追求镜头本身的高分辨力，而应使镜头和感光底片 的分辨力互相匹配。
显然，镜头的分辨力过低，将会使原稿上的细微层次丢失。因此，在 选择镜头分辨力时，还应注原稿的性质。
L1
n1 n1
1
d1
L2
n2 n2
1
d
2
式中n1、d1为滤色镜的折射率和厚度；n2、d2为玻璃网屏的折射率 和厚度
制版照相机镜头的性能参数
制版镜头的主要性能参数有：焦距、视场、孔径、分辨率、成像 密度域等。
焦距：焦距是制版镜头的基本参数之一，它决定了成像倍率和底片
的尺寸规格。长焦距镜头可以使底片上的照度更为均匀。焦距与曝光 时间有密切关系，在其它条件不变时，镜头的焦距越短，则可以增大 拍摄倍率和缩短曝光时间。焦距与底片尺寸的关系在P107
调制器采用声光调制
当高频超声波信号不加在声光晶体上时，激光 可顺利通过声光晶体
高频信号加在晶体上时，激光在衍射作用下 光强增强
光学系统
中性密度滤色片。中性密度滤色片的作用是改变曝光时的光强度，
适应不同输出材料的变化。其余l～8位置上有不同的滤色片，位置级数越 高，光强衰减越大。
旋转多面镜。激光照排机的输出速度与多面镜的转速(3000r／min)
3．照明系统。制版照相机则有专门的照明系统，以保证原
稿上有均匀、稳定的照明。
4．制版照相机镜头要严格校正各种像差。
四、制版照相机镜头的结构
制版照相机镜头的设计主要是在满足性能参数要求的条件下，进 行像差(球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差和倍率色差) 校正.
一类是对称型结构
采用胶合面或透镜分离
灰度级＝（
输出分辨率 加网线数
）2＋1
输出分辨率 2400DpI
网目线数
150LpI
灰度级＝（2400）2＋1＝162＋1＝257 150
每增加或减少一个激光点曝光，印刷网点尺寸变化一级，构成不同深浅的 灰度级。
2、激光印字机。激光印字机以半导体激光器作为光源。
其光学系统的结构和工作原理可分为两种：一种是通过控制注入电 流调制激光；另一种是用声光调制器调制激光。
制版照相机镜头的特点 1．工作距离有限。镜头的工作距离是指被拍摄的物平
面到镜头的前表面之间的距离。
距离不很大，而镜头的焦距又比普通照相机大得多，制版照相机 镜头的工作距离不能认为在无限远，只能在有限距离下工作。其 底片位置不与像方焦面重合。
2．滤色镜和网屏
像发生位移 残余像差增大，影响清晰度
像面照度下降，增加曝光时间
有关。
面数 5 8
转数 3000 3000
扫描线 15000 24000
照排机的输出分辨率：
又称为记录分辨率或记录精度。指激光照排机在单位长度内可以记录的光点 数量。通常以每英寸的点数（dpi)或每厘米的点数（dpem)来表示
输出分辨越高，激光点的尺寸越小，光点密度程度越高，在相同的加网线数， 输出分辨力越高，组成的网点的光点就越多。灰度级变化越大。
制版照相时，感光材料的最大幅面不能超过像场(一般为圆形) 的内接矩形。即感光材料对角线等于像场的直径Φ
2 f '(1 )tg'
制版照相时，感光底片的尺寸决定于缩放倍率β、镜头焦距f’ 和像方视场角ω。一般制版镜头的像方视场角ω =40°～60°左 右
孔径。制版照相系统的孔径光阑一般设在镜头中间。在制版照相工
导体激光器发出的激光束经扩束镜后被多面棱镜反射，到达硒鼓表 面并进行扫描，在硒鼓表面涂布光敏半导体材料硒，经过光束照射 (扫描)过的各点发生放电，形成带负电荷的字符影。再经过显影、 转印、定影等，即可以在记录纸上形成永久性的字符。
电分机的光学系统
电分机工作的基本原理是：通过光点扫描，在原稿上提取光信息，并通过光电 倍增管进行光电转换，转换成电信号以后输入计算机系统进行处理，处理后的 电信号从计算机系统输出，经电光转换为光信号，并在记录软片上进行扫描， 从而获得黄、品红、青、黑等各色阴图片或阳图片。
为了提高照相制版的效率，应在保证满足拍摄尺寸和 缩放倍率的前提下，尽量选择焦距短些的镜头！
视场。照相镜头的视场光阑设在底片平面上，因此其入窗与物
平面重合，可以消除渐晕。？？？
但由于像差及装校等原因，在像面上只能在一定范围内的成像是 清晰的，这个清晰成像的范围即为像场，与像场共轭的物平面 (原稿)范围即为视场。
激光图文照排机
工作原理是：以激光器为光源，它发出高强度的相干光束。对于
一个完整的版面，首先由采用Postscript版面描述语言的栅格图像处 理器(RIP)分解成许多微小方格的图文单元(称为像素)，这些像素的 边缘小到0．02mm，这些像素被调制的激光束在感光材料上扫描成 像曝光就形成了图文。
激光器和调制器。3000型激光照排机采用l0mW He--Ne激光器。
艺中，由于有专门的照明设备，使用较强的光源，并且曝光时间比较 长。因此，与普通照相机相比，制版照相机的相对孔径要小得多。
分辨力(解像力)。分辨力是指镜头分辨物体细微结构的能力。
根据光的衍射理论和瑞利判据，镜头的理论分辨力为：
1.22 f '
D 为镜头分辨两物点在底 片上的距离
N D
1.22f '
成像的密度域。镜头成像的密度域表示相同密度的原稿成像时，
其密度变化的性能。
习惯上把密度域大的镜头称为“硬性”镜头，反之则称为“软性”镜 头。 密度域的不同主要是杂光和残余像差的影响。杂光使像面上对比度 下降，而残余像差则使成像清晰度下降。因此导致了成像密度域的 变化。一般是使像的密度差比原稿密度差缩小。
第 十章光学系统分析
制版照相机的光学系统成像原理
11 1 l' l f '
当横向放大率＝l' 1时为原大像
l
当缩放对光时，l' l l' f '(1 )
若在镜头和原稿之间需要加入滤色镜(其折射率n1，)或在底片之前 需要使用玻璃网屏(其折率为n2)，则应该注意它们对物距和像距的 影响。
由空气中平行平板玻璃的成像规律可知，在照相机镜头前后加滤 色镜或玻璃网屏时，其物距或像距应分别增加ΔL1或ΔL2