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。
光学分析概论ppt课件PPT16页
E = hv = h c/ λ h为普朗克常量；v为频率；c为真空中光速；λ为波长；
（3）电磁波谱 光是一种电磁波，具有不同的波长（波动性参数）
和不同的能量（微粒性参数）；因此，根据光的波动 性参数或微粒性参数，可以把光谱分为不同的谱区：
能 谱 区： 波长小于10纳米的电磁波，其微粒特性突出子能量高；以能谱
Thank you
光在介质中传播时的速度 小于在真空中的传播速度，其速度的变化与介质的
折射率有关：
n = Sin i / Sin r = C / γ
互补色： *光线照射在物体表面后，部分光线发生反射或透射； *反射或透射光线在强度和光谱组成方面会发生改变 （物体对光谱成分的不同吸收造成）； *光线到达人眼后形成颜色 *物体的颜色是由于物体吸收了某种色光； *物体颜色与物体吸收色光的颜色称为互补色；
光学分析概论ppt课件
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律分析光的分析技术为能谱分析； 光学光谱区：
波长界于10纳米到1毫米之间的电磁波；以光学光谱区的光作为 分析光的分析技术为光谱分析；
波 谱 区： 波长大于1毫米的电磁波，其波动特性突出；以波谱区电磁波为
分析光的分析技术为波谱分析；
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
（3）电磁波谱 光是一种电磁波，具有不同的波长（波动性参数）
和不同的能量（微粒性参数）；因此，根据光的波动 性参数或微粒性参数，可以把光谱分为不同的谱区：
能 谱 区： 波长小于10纳米的电磁波，其微粒特性突出子能量高；以能谱
Thank you
光在介质中传播时的速度 小于在真空中的传播速度，其速度的变化与介质的
折射率有关：
n = Sin i / Sin r = C / γ
互补色： *光线照射在物体表面后，部分光线发生反射或透射； *反射或透射光线在强度和光谱组成方面会发生改变 （物体对光谱成分的不同吸收造成）； *光线到达人眼后形成颜色 *物体的颜色是由于物体吸收了某种色光； *物体颜色与物体吸收色光的颜色称为互补色；
光学分析概论ppt课件
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律分析光的分析技术为能谱分析； 光学光谱区：
波长界于10纳米到1毫米之间的电磁波；以光学光谱区的光作为 分析光的分析技术为光谱分析；
波 谱 区： 波长大于1毫米的电磁波，其波动特性突出；以波谱区电磁波为
分析光的分析技术为波谱分析；
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
课件工程光学-08典型光学系统.ppt
1.0
0.8
光谱光效率
为什么暗环境下能
0.6
做饭、洗衣，但不
0.4
能描龙绣凤？
0.2
2024/10/8
0.0 400 500 600 700 800
l(nm)
光谱光效率函数曲线
第七章 光度学基础
7
§8.1.5 眼睛的分辨率
眼睛刚能分辨开二个很靠近点的能力称为眼睛的分辨率。 二者成反 比
刚能分辨的二个点对眼睛物方节点的张角称为极限分辨角。
瞄准精度和前面讲到的分辨率是不是一个概念？
瞄准精度随所选取的瞄准标志而异，最高精度可达人眼分辨率的1/6到1/10。
二实线重合 60
2024/10/8
二直线端部对准 叉线对准单线
（10～20）
10
第七章 光度学基础
双线对称夹单线 （5～10）
9
§8.1.7 眼睛的立体视觉
眼睛观察空间物体时，能区别它们的相对远近而具有立体视觉。简称体视。 C
若以50％渐晕点为界来决定线视场2 y
F
2 y 2B2F
f tanW2
f h d
250 f
2 y 500h d
W F
f 眼瞳
W3W2 W1 2a 2h
眼瞳
d
2024/10/8
第七章 光度学基础
14
讨论：
逢年过节，要买放大镜孝敬老人， 该如何选择其放大倍率？
2y h
2y 1
2y 1 d
（2）与照明光谱成份有关：单色光分辨率高（眼睛有色差）； （3）与视网膜上成像位置有关，黄斑处分辨率最高。
对眼睛张角小物体的要借助望远镜或显微镜等仪器，仪器 应有适当的放大率，使能被仪器分辨的也能被眼睛分辨。
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’
《现代光学系统》PPT课件
精选ppt
21
空间频率的意义：
x
由于光波在k方向上每走一
k
个 行程，位相变化2，
因此，每间隔一个 就出
现一个等 位相面 ， 在 z=z0 平面上一簇垂直于k的平行 dT xx
直线。
y
z0
空间周期：
Tdy y
d x /c ， o d y s /c , o d z s /c os
在 x和 y方向相应的 :u空 d1x 间 cos频 ,vd1 率 y c为 os
若位于高能态的原子远远多于位于低能态的原子，就得到被高度放大 的光。
在通常热平衡的原子体系中，原子数目按能级的分布服从玻尔兹曼分 布规律。因此，位于高能级的原子数总是少于低能级的原子数。在这种情 况下，为了得到光的放大，必须到非热平衡的体系中去寻找。
精选ppt
3
2、产生激光的先决条件
在热平衡条件下 ，受激吸收能量大于受激发射能量。 要实现受激发射能量大于受激吸收能量，必须使高 能态的原子数目多于低能态的原子数目，即粒子数 反转。首先是原子能级起码要具有三级，即原子能 级系统中要有亚稳态存在，其次运用外界激发方式 实现粒子数反转。
t(x1, y1)expi2(ux1 vy1)dx1dy1
Cf expi(kf)expik(x22fy2)
t(x1, y1)expi2(ux1 vy1)dx1dy1
常数因子， 可以忽略
二次因子，在求 强度分布时被自
动消去。
因此，夫琅 的 和 复 费 E ~振 (x衍 y） ,幅 射 为场 刚透过 的 衍 复振 t(1x ,幅 y1)的傅里叶变换，
最基本的要求是：光学性质均匀、光学透明性良 好且性能稳定、量子效率较高、具有亚稳态能 级等。
《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。
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。
第八章光学系统的像质评价和像差公差
第八章光学系统的像质评价和像差公差光学系统的像质评价和像差公差是光学设计中非常重要的内容，对于确保光学系统的成像效果和减小像差具有重要意义。
本文将从像质评价和像差公差两个方面进行详细介绍。
第一部分：像质评价在光学系统设计中，像质评价是衡量系统成像效果好坏的一项重要指标。
像质评价可以通过不同的参数来进行，如分辨率、畸变、像场曲率等。
1.分辨率：分辨率是指系统能够分辨出最小细节的能力。
在光学系统中，分辨率受到折射率、孔径、波长等因素的影响。
分辨率的提高可以通过增加系统的孔径、减小像散等方法来实现。
2.畸变：畸变是指光学系统成像时图像相对于参考图像的形变情况。
主要分为径向畸变和切向畸变两种。
径向畸变是指图像中心与边缘的变形情况，切向畸变是指图像的扭曲情况。
畸变的产生主要是由于光学元件的形状和定位误差导致的，可以通过优化元件设计和加强装配精度来减小畸变。
3.像场曲率：像场曲率是指光学系统各个像点的焦距随着物距的变化情况。
如果像场曲率过大，会导致成像不清晰，失去焦点。
可以通过调整透镜曲率半径、引入焦点平面等方法来改善像场曲率。
第二部分：像差公差像差是指光学系统成像时图像与理想像之间的差异，它是光学系统中不可避免的问题。
为了减小像差，需要对光学系统进行像差公差的设计和控制。
1.球面像差：球面像差是由于透镜表面的曲率或者抛物率与光线的入射角度不匹配导致的成像失真。
可以通过优化透镜表面形状和选择合适的材料来减小球面像差。
2.形状像差：形状像差是光学元件的形状不规则或者安装位置偏差导致的成像失真。
可以通过优化元件设计和加强装配精度来减小形状像差。
3.色差：色差是指透镜对不同波长的光具有不同的折射率，从而导致颜色偏差。
色差主要分为色散和像散两种。
色散是指透镜对不同波长的光具有不同的聚焦效果，像散是指不同波长的光成像位置不一致。
可以通过使用多片透镜组合、引入补偿透镜等方法来减小色差。
在光学系统设计中，像质评价和像差公差是重要的内容，对于确保系统的成像效果和减小像差具有重要意义。
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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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。
电分机主要由光点扫描系统、计算机系统和记录曝光系统三部分组成。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
照明系统
照明系统的任务是在原稿表面形成照明光点，它包括光源和光学系 统两部分。
光源：光源的质量对分色误差有很大影响。主要要求是：①光源辐
射的光谱成分全，即尽可能包括全部可见光光谱成分，并且接近日 光；②色温高，发光强度大；③光度稳定；④热辐射少，即红外辐 射少。此外还要求结构简单，点燃方便，经济卫生等。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
扫描光孔：和原稿上的扫描光点是扫描物镜共轭点。光孔是扫描
系统的视场光阑，因此入窗在原稿表面上(即物平面I)，可以消除渐 晕。
改变扫描线数，光孔的直径也随之改变；反之，使用电分机中不同 尺寸的光孔，可以获得不同的扫描线数。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
曝光光学系统 是完成电光转的曝 光光源不同，曝光光学系统也略有区别。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/28
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
扫描物镜。扫描物镜属于显微物镜型，其数值孔径NA=0．25～
0．35。扫描物镜的孔径角应与照明系统相配合，使物镜的入瞳与 照明系统的出瞳重合，这样符合光孔转接原则，可以最大限度地 利用光能。
控制杂光的主要措施是：光学零件表面镀增透膜，减少反射光；金属零件 和光学零件的非工作面涂黑；设置消杂光光阑以及系统的密封性要良好等。 在扫描分色时，应注意扫描物镜工作距离(即原稿取样平面到物镜表面的距 离)的变化不超过物镜的景深范围，否则将导致调焦误差。
光电倍增管的光谱特性
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
记录曝光系统
记录曝光系统主要由曝光光源和曝光光学系统(物镜、光孔等)组成
曝光光源
光源的光谱特性：要求曝光光源的光谱特性与感 光相l底片的感光性能相适应。
发光强度：光电倍增管光谱响应曲线、制版软片的 感光度，曝光时间，分色片的种类(连续调分色软片 或直接加网分色软片)。
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，还应注意原稿的性质。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。
激光器和调制器。3000型激光照排机采用l0mW He--Ne激光器。
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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
光学系统
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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：
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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
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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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
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。
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。
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（3）扫描线数的提高，会使扫描时间增长，不利于提高生产率。
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分色系统
两块干涉滤色片将一束白光分成红、绿、紫蓝三路，分别进入各自的通道，实 现了分色的要求。
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分色误差分析
光源的光谱特性 干涉滤色片
滤色片的光谱特性 胶质吸收滤色片
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！
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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。 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
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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。
光学系统
透射稿照明光学系统 反射稿照明光学系统
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扫描系统
扫描系统的任务：在扫描过程中，由于原稿滚筒的转动和照明
系统及扫描系统的横向进给，扫描光点在原稿表面形成螺旋形的扫 描线，每条扫描线又被分解为大量的微小图像单元(称为像素)。扫 描光点经过这些像素时，便从原稿像素上提取信息，形成光信号。
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。
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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。 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。
第十章印刷光学系统分 析ppt-第八章光学系统
分析
2020/11/28
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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
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
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
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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。
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四、制版照相机镜头的结构
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)
有关。
面数 5 8
转数 3000 3000
扫描线 15000 24000
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扫描线数的增加受到各种因素的制约
（1）光孔很小，扫描光点就很小，从原稿上取得的光能量减少，信号太弱， 使光电倍增管难以得到足够的响应能量，使整机的信噪比降低；
一类是对称型结构
采用胶合面或透镜分离
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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。
电分机主要由光点扫描系统、计算机系统和记录曝光系统三部分组成。
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照明系统
照明系统的任务是在原稿表面形成照明光点，它包括光源和光学系 统两部分。
光源：光源的质量对分色误差有很大影响。主要要求是：①光源辐
射的光谱成分全，即尽可能包括全部可见光光谱成分，并且接近日 光；②色温高，发光强度大；③光度稳定；④热辐射少，即红外辐 射少。此外还要求结构简单，点燃方便，经济卫生等。
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扫描光孔：和原稿上的扫描光点是扫描物镜共轭点。光孔是扫描
系统的视场光阑，因此入窗在原稿表面上(即物平面I)，可以消除渐 晕。
改变扫描线数，光孔的直径也随之改变；反之，使用电分机中不同 尺寸的光孔，可以获得不同的扫描线数。
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曝光光学系统 是完成电光转的曝 光光源不同，曝光光学系统也略有区别。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/28
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扫描物镜。扫描物镜属于显微物镜型，其数值孔径NA=0．25～
0．35。扫描物镜的孔径角应与照明系统相配合，使物镜的入瞳与 照明系统的出瞳重合，这样符合光孔转接原则，可以最大限度地 利用光能。
控制杂光的主要措施是：光学零件表面镀增透膜，减少反射光；金属零件 和光学零件的非工作面涂黑；设置消杂光光阑以及系统的密封性要良好等。 在扫描分色时，应注意扫描物镜工作距离(即原稿取样平面到物镜表面的距 离)的变化不超过物镜的景深范围，否则将导致调焦误差。
光电倍增管的光谱特性
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记录曝光系统
记录曝光系统主要由曝光光源和曝光光学系统(物镜、光孔等)组成
曝光光源
光源的光谱特性：要求曝光光源的光谱特性与感 光相l底片的感光性能相适应。
发光强度：光电倍增管光谱响应曲线、制版软片的 感光度，曝光时间，分色片的种类(连续调分色软片 或直接加网分色软片)。
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，还应注意原稿的性质。
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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。
激光器和调制器。3000型激光照排机采用l0mW He--Ne激光器。
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
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光学系统
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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：
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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。
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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
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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
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
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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
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。
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。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
（3）扫描线数的提高，会使扫描时间增长，不利于提高生产率。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
分色系统
两块干涉滤色片将一束白光分成红、绿、紫蓝三路，分别进入各自的通道，实 现了分色的要求。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
分色误差分析
光源的光谱特性 干涉滤色片
滤色片的光谱特性 胶质吸收滤色片
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！
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。 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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。
光学系统
透射稿照明光学系统 反射稿照明光学系统
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
扫描系统
扫描系统的任务：在扫描过程中，由于原稿滚筒的转动和照明
系统及扫描系统的横向进给，扫描光点在原稿表面形成螺旋形的扫 描线，每条扫描线又被分解为大量的微小图像单元(称为像素)。扫 描光点经过这些像素时，便从原稿像素上提取信息，形成光信号。
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。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。 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。
第十章印刷光学系统分 析ppt-第八章光学系统
分析
2020/11/28
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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
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
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
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
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。
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
四、制版照相机镜头的结构
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)
有关。
面数 5 8
转数 3000 3000
扫描线 15000 24000
第十章印刷光学系统分析ppt第八章 光学系统分析
扫描线数的增加受到各种因素的制约
（1）光孔很小，扫描光点就很小，从原稿上取得的光能量减少，信号太弱， 使光电倍增管难以得到足够的响应能量，使整机的信噪比降低；