摄影及投影光学系统
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应用光学_第7章_摄影和投影光学系统
解决方案：
正负两光组分离；
采用反射镜。
超广角型系统
视场角大于90度
应用场合：航拍，光纤内 窥，光电监控...... 技术难点：
后工作距离短（mm级） 像面渐晕严重 畸变大
解决方案：
负、正两光组组合（加长工作距离）
增加像方远心光路
轴外扩束，像差渐晕
变透光率滤光片（中间透光率小）
所以：（D/f '）= 0.11，查表7.1，光圈数F选8或 11。
相对孔径D/f '
与景深程非线性关系，通常D/f '越大，景深越小。 与焦深程线性反比关系。 小结：相对孔径大，利于提高分辨率和照度， 但减少景深和焦深。所以，在分辨率和照度够 用的时候，尽量减少相对孔径。
视场角2ω
视场角决定被摄景物的范围。允许的成像范围 是由放在像面附近的视场光阑来限定的。 在电影摄影机和普通照相机中，视场光阑是片 门框，矩形。 则有：y'= -f ' ×tgω
用不同焦距的镜头对同一距离位置的物体摄影时，焦 距长的成像大，焦距小的成像小。
ref: 镜头分类
按焦距的长短，摄影物镜可分为：
标准镜头，长焦距镜头和短焦距镜头。
标准镜头：其焦距约等于底片画幅对角线的长 度。普通标准镜头的视角与人眼的水平清晰视 角相当，约50°左右。
ref: 镜头分类
长焦距镜头：放大率较大，视场角小于标准镜 头，能远距离摄取景物的较大影像而不易干扰 被摄对象。景深小，有利于摄取虚实结合的形 象。能使纵深景物的远大近小的比例缩小，使 前后景物透视感减小 。 注意：调焦要格外小心；勿震动，曝光时间应 等于或小于焦距值的倒数。
第七章典型的光学系统详解
1）视差角（ J1AJ 2 角）
A B
须物要位于有限距离处。
弥补近视眼的缺陷，采用的方法就是戴负透镜。
该负透镜的焦距大小为： f ' lr 2）远视眼：远点位于人眼之后；点取决于人眼的调节能力。
由于人的眼球较短，水晶体像方焦点位于视网膜之后。所以远视眼矫正的方
法，佩戴正透镜。
3）老花眼：远点位于无限远处；近点则因受调节能力的限制而距眼较远。 矫正的方法佩戴凸透镜。
A CB
J1 B'1 A'1 C1'
J2 A'2 B'2C2'
图 7—5 双目立体成像 人眼注视 A 点，将在二眼各自黄斑处产生一个像。现在 J1AJ 2 范围内取一点 B，当物点 A 成像时，B 也将同时在双眼各自成像。但是由于 B'1成像于黄斑的左 侧；而 B'2 成像于黄斑的右侧，由于分别成像于黄斑的不同侧，所以成双像。 即有：在角 J1AJ 2 范围内的空间所有点都成双像。而在角 J1AJ 2 范围外的空 间所有点都单一像。 所以按照我们刚才的分析讨论的，当观察周围空间时应该既有双像存在，也 有单像存在的。但实际上我们感受不到双像的存在，是因为双眼不断的转动，注 视点在不断的改变的缘故，所以日常不易察觉双像的那部分空间在人眼中的影 响。 2、 双眼立体视觉 立体视觉是双眼一个非常重要的特性主要原因是视差角的不同。
c)
b)
d)
图 7—4 对准形式Biblioteka (1 ~ 1 ) 6 10
即对准误差为分辨率的 1／6~1／10。 六、双目立体视觉 1、 双眼视觉
这是绝大部分人观察物体的情况，由于正常人都有二只眼，故当观察周围物 体时，二眼并用，由于二眼可分别看作是一光学系统，所以物体将在左右二眼中 各自成像，成二个像，并最终在大脑中汇合为单一像。
A B
须物要位于有限距离处。
弥补近视眼的缺陷，采用的方法就是戴负透镜。
该负透镜的焦距大小为： f ' lr 2）远视眼：远点位于人眼之后；点取决于人眼的调节能力。
由于人的眼球较短，水晶体像方焦点位于视网膜之后。所以远视眼矫正的方
法，佩戴正透镜。
3）老花眼：远点位于无限远处；近点则因受调节能力的限制而距眼较远。 矫正的方法佩戴凸透镜。
A CB
J1 B'1 A'1 C1'
J2 A'2 B'2C2'
图 7—5 双目立体成像 人眼注视 A 点，将在二眼各自黄斑处产生一个像。现在 J1AJ 2 范围内取一点 B，当物点 A 成像时，B 也将同时在双眼各自成像。但是由于 B'1成像于黄斑的左 侧；而 B'2 成像于黄斑的右侧，由于分别成像于黄斑的不同侧，所以成双像。 即有：在角 J1AJ 2 范围内的空间所有点都成双像。而在角 J1AJ 2 范围外的空 间所有点都单一像。 所以按照我们刚才的分析讨论的，当观察周围空间时应该既有双像存在，也 有单像存在的。但实际上我们感受不到双像的存在，是因为双眼不断的转动，注 视点在不断的改变的缘故，所以日常不易察觉双像的那部分空间在人眼中的影 响。 2、 双眼立体视觉 立体视觉是双眼一个非常重要的特性主要原因是视差角的不同。
c)
b)
d)
图 7—4 对准形式Biblioteka (1 ~ 1 ) 6 10
即对准误差为分辨率的 1／6~1／10。 六、双目立体视觉 1、 双眼视觉
这是绝大部分人观察物体的情况，由于正常人都有二只眼，故当观察周围物 体时，二眼并用，由于二眼可分别看作是一光学系统，所以物体将在左右二眼中 各自成像，成二个像，并最终在大脑中汇合为单一像。
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。
工程光学第七章典型光学系统
六、显微镜的照明方式
①透射光亮视场照明。光通过透明物体产生亮视场。 ②反射光亮视场照明。对不透明的物体，从上面照射产生漫射或规 则的反射形成亮视场。 ③透射光暗视场照明。倾斜入射的照明光束在物体旁侧向通过，光 束通过物体结构的衍射、折射和反射，射向物镜，形成物体的像， 则获得暗视场。 ④反射光暗视场照明。在旁侧入射到物体上的照明光束经反射后在 物镜侧向通过，若无缺陷的放射镜作为物体，得到一均匀暗视2场2 。
距离
距离
R为远点视度，P为近点视度，单位为屈光度（D）=1/m。 医学上， 1D=100度。 随着年龄增大，肌肉调节能力下降，调节范围减小。
（二）眼的缺陷及校正
眼睛的远点在无限远或眼光学系统的后焦点在视网膜上，称
为正常眼。
正常眼观察近物时，物体距眼最适宜的距离是250mm，称
为明视距离M。
4
①近视眼 近视眼的网膜离水晶体太远或水晶体表面曲率太大，无限 远物点成像在网膜之前，远点在眼前有限远。 需配一负光角度凹面透镜，透镜的像方焦点与眼睛的远点 重合，这样，无限远物点就能成像在网膜上。
大小应与目 500tgw 6，8，11，16，22，32。 镜的视场角 250 D ②成实像的眼睛、摄影和投影系统。
f e
e
一致： e
2 y 5 0 0tg w e
5 0 0tg w
表明：在选定目镜后，显微镜的视觉放大率越大，其在物
空间的线视场越小。
18
三、显微镜的出瞳直径 普通显微镜，物镜框是孔径光阑。 复杂物镜，其最后镜组的镜框为孔径光阑。 测量用显微镜，物镜像方焦平面上设置专门的孔径光阑， 经目镜所成的像为出瞳（直径为D‘）。 则有： n ysinun ysinu nsinuyn sinu y n sinu fo
①透射光亮视场照明。光通过透明物体产生亮视场。 ②反射光亮视场照明。对不透明的物体，从上面照射产生漫射或规 则的反射形成亮视场。 ③透射光暗视场照明。倾斜入射的照明光束在物体旁侧向通过，光 束通过物体结构的衍射、折射和反射，射向物镜，形成物体的像， 则获得暗视场。 ④反射光暗视场照明。在旁侧入射到物体上的照明光束经反射后在 物镜侧向通过，若无缺陷的放射镜作为物体，得到一均匀暗视2场2 。
距离
距离
R为远点视度，P为近点视度，单位为屈光度（D）=1/m。 医学上， 1D=100度。 随着年龄增大，肌肉调节能力下降，调节范围减小。
（二）眼的缺陷及校正
眼睛的远点在无限远或眼光学系统的后焦点在视网膜上，称
为正常眼。
正常眼观察近物时，物体距眼最适宜的距离是250mm，称
为明视距离M。
4
①近视眼 近视眼的网膜离水晶体太远或水晶体表面曲率太大，无限 远物点成像在网膜之前，远点在眼前有限远。 需配一负光角度凹面透镜，透镜的像方焦点与眼睛的远点 重合，这样，无限远物点就能成像在网膜上。
大小应与目 500tgw 6，8，11，16，22，32。 镜的视场角 250 D ②成实像的眼睛、摄影和投影系统。
f e
e
一致： e
2 y 5 0 0tg w e
5 0 0tg w
表明：在选定目镜后，显微镜的视觉放大率越大，其在物
空间的线视场越小。
18
三、显微镜的出瞳直径 普通显微镜，物镜框是孔径光阑。 复杂物镜，其最后镜组的镜框为孔径光阑。 测量用显微镜，物镜像方焦平面上设置专门的孔径光阑， 经目镜所成的像为出瞳（直径为D‘）。 则有： n ysinun ysinu nsinuyn sinu y n sinu fo
第19次课(第八章)工程光学分析
分辨率与分辨角成反比。
物体对人眼的张角，称作视角；人眼能分辨的物点间最小视角，称作 视角分辩率ε。（点目标：60 ″；线目标：10 ″ ）
f 16.68mm
0.006 206000 60
16.68
工程光学
第一节 眼睛及其光学系统
（上） 四、眼睛的对准精度
第五级北航仪器 光电学院
★对准——垂直于视轴方向的重合 或置中过程
工程光学
第三节 显微镜系统
（上）
显微镜的组成：
第五级北航仪器 光电学院
显微镜是由物镜、目镜和照明系统三部分组成。
物体经显微镜的物镜放大成像后，其像再经目镜放大以
供人眼观察。
工程光学
第三节 显微镜系统
（上） 一、显微镜的视觉放大率：
tan y
L
tan' y' y
fe' fe' fo'
tan' L tan fe ' fo '
4、立体视角半径
Lmax b / min
62mm 206265 /10 1200m
双目观察物体
工程光学 （上）
第五级北航仪器 光电学院
工程光学 （上）
第五级北航仪器 光电学院
工程光学
第一节 眼睛及其光学系统
（上）
5、立体视角阀
★双目能分辨两点间的最短深度距离称为立体视觉阈。
L L2 / b L 8104 L2
250 f
（2）把物像调焦到明视距离： P' －l' =D
北航仪器 光电学院
1 l 1 250 P
f
f f
光束限制与视场
若眼睛紧贴着放大镜： P'=0
《医疗器械概论》 第二篇第5章 医用光学仪器
第一节 光学基础
1.光学基础
人类对光的利用
望远镜、显微镜、光谱仪、光学计量仪器和技术、照相机（摄像机）、激光等。
光在医学中的应用
眼科光学仪器 显微镜 医用内窥镜 医用激光仪器 红外热像
光学系统的光学零件主要由透镜、柱镜、 反射镜及平行平板等组成。
2.显微电视图像系统
为了满足一机多用的要求，显微镜还设有为各种特殊用途而附加的装置， 如摄影，投影，荧光光源等带有摄影装置的显微镜叫做摄影显微镜。
电视显微镜和电荷耦合器显微镜是以电视摄像靶或电荷耦合器作为接收元 件的显微镜，在显微镜的实相面处装入电视摄像靶或电荷耦合器取代人眼 作为接收器，通过这些光电器件将光学图像转换成电信号，然后对之进行 尺寸检测、颗粒计数等工作。
第五章 医用光学仪器
THANKS
谢谢观看
（1）硬性内镜。 （2）纤维内镜。 （3）电子内镜。
第三节 医用内镜
1.医用内镜的组成原理
硬性内镜 硬性内镜的发展已经历了漫长的历史。早在1795年Bozzine就首次制造 出一个以烛光为光源的硬件内镜，可观察到直肠和子宫内腔。 硬性内镜以金属管为外壳，内装有物镜，目镜、棱镜、反光镜等光学元 件的硬性直管性内镜。 其种类主要有腹腔镜、宫腔镜、尿道膀恍镜、关节镜、胸腔镜、脑颅镜、 直肠镜、鼻窦镜等。
一个光学系统可以由一个或几个部件组 成，每个部件可以由一个或几个透镜组成， 组成的部件称为光组。
实际工作中，常把几个光组组合在一起， 通常两个光组的组合最常见，也是最基本的 组合。
光学系统
第一节 光学基础
2.光学系统
光学系统的基本组成 – 透镜
正透镜：凸透镜，中心厚，边缘薄，使光线会聚,也叫会聚透镜 会聚作用：出射光线相对于入射光线向光轴方向折转
典型光学系统
f1 tg
f 2 tg
f1 tg tg f 2 D D D 2 f1 2 f 2 D
1、D 为望远镜的入射光瞳直径 ；D‘ 为望远镜的出射光瞳直径 ； 2、望远镜的视觉放大率决定于望远系统的结构。
三、分辨率及工作放大率
2y
4、显微镜的景深
2 y
物
nf 250 mm n 2dx NA NA
显微镜的放大率越高，数值孔径越大，景深越小。
三、显微镜的分辨率和有效放大率
1、分辨率（用分辨距离σ 表示）
1）两个发光点的分辨率：
1.22 0.61 2n sin U NA
这些特性参数决定了望远镜的分辨率，像的主观亮度，和系统的 外形尺寸。
2）物镜的焦距 f1 ：在目镜焦距 f 2 选定后，由视觉放大率决定； 3）望远物镜需校正的主要象差：有球差、色差和正弦差； 4）物镜后有 透镜转象系统时，二者可分别校正象差； 棱镜转象系统时，必须用物镜和棱镜的象差互相补偿。
2、望远目镜
五、显微目镜
主要光学特性参数有： 1、视觉放大率：
250 0 f目
2、目镜的线视场（由视场光阑的大小决定）
3、镜目距（出瞳距离）： l Z 6mm
4、目镜的通光口径： 由渐晕系数及几何关系决定。
习题2：一个显微镜物镜的垂轴放大倍率为-3倍，数值孔径为
0.2，共轭距L为180毫米，物镜框为孔阑，目镜焦距为30毫米，求：
0.5 NA
设所用照明的平均波长为0.00055mm， 有
近似为： 显微镜的放大率取决于物镜的分辨率或数值孔径。当使用比有效 放大率下限(500NA)更小的放大率时，不能看清物镜已分辨出的某些 细节。若用比有效放大率上限(1000NA)更高的放大率，是无效放大， 并不能使被观察物体的细节更清晰。
应用光学-第九章(3)摄影与投影系统
投影系统的核心部分是物镜。 一、主要参数：共轭距、工作距、放大率、视场、相对孔 径等。 1、共轭距（M） 共轭距的大小影响轴向尺寸。
y'
− U max
H
H'
U ' max
y
工作距离
−l
M + HH '
l'
共轭距和放大率、焦距之间的关系如下：
M = − f ' (β − 1) β
2
共轭距与焦距成正比，当横向放大率一定时，共轭距 增大使物镜焦距增大。 小型：M=1m左右、中型M=1~2m、大型M>2m
光圈系数 景深 相对孔径越大，景深越小。
利用光圈与快门配合可以实现特殊摄影效果
摄影物镜的主要光学参数：
1、焦距f ’ 用某一镜头拍摄一定距离的物体时，像高y’为
yf ' y' = = kf ' x
k是常量
焦距不同的镜头，拍摄同一距离的景物，像的大小也不同
2、相对孔径或光圈系数
相对孔径越大，景深越小。 光圈系数 景深
像面能在一定范围内沿轴移动的量称为几何焦深。
几何焦深的大小与像点所允许的弥散斑直径有关。
设弥散斑允许的直径为z′,焦深2△′与z′的关系可由下 图求出：
z' 2Δ' = tgU'
入瞳
出瞳
像平面
A
-U F H
D H’
U’ F’ △’ A’ △’
Z’
-l
f’ l’
x’
在对称式的摄影物镜中，入瞳和出瞳分别靠近物镜的前主 面和后主面，它们有同样的通光孔径，
3、画面大小2y’或物方视场角2ω
2 y ' = 2 f ' tgω
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非扫描方式 感官器件
光导摄像管
热像仪的硅 靶
固体图像传 感器
胶片
电荷耦合器 件CCD
互补金属氧 化物CMOS
第 10 页
1
光电传感器的定义和分类
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
结构上：CCD和CMOS主要由光敏元件、传输电路、A/D转换电路等单元组成。 两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据。 区别：CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素 中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS 传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方 式将数据输出。如图1所示。
H=Et
彩色胶片的工作原理
第6 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
感光度 感光度是度量感光材料化学反应灵敏度的指标。在同样曝光量和同样冲洗条件下，胶片的光 密度越大，感光度越高。感光度S 数值计算方式： S=K/H0 对数定义方式：
S
1 K lg 10 H 0
反差系数γ 成像画面上各个部位明暗的差别用反差的概念描述。反差用亮度比的对数值表示，即
第四节
黑白胶片
彩色胶片
第4 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
• 彩色胶片的结构比较复杂。感光层分为三层：感蓝、感黄和感红乳剂层。每层乳 剂中除了银盐感光材料外，分别渗入黄、品红和青色的表现色彩效果的成色染料。 • 胶片的感光是一个化学反应过程，感光层在光的照射下，卤化银中的银离子还原 成银原子，沉积在受光点附近，形成银斑，构成“潜影”。用显影液处理曝光后 的胶片，潜影中的银离子继续还原，银原子的密集度增加，形成可辨认的“黑
第 18 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
如何实现照度均匀？
增大镜头口径将使像差校正困难。如果要实现像面照度均匀，应采用类似于显微 镜系统的柯拉照明方式，即照明系统的孔径光阑与成像系统的视场光阑共轭，照 明系统的视场光阑与成像系统的孔径光阑共轭。（P468图16.63）
I /I I IM ' I lg M ' 0 lg M ' lg N ' DM ' DN ' IN' I N '度 胶片所能接收的最大和最小曝光量的范围称为胶片的宽容度，显然它应该用特征曲线线性部 分对应的曝光量表示： L=lgHD-lgHC 对一定γ 值的胶片的宽容度越大，记录景物明暗的层次越丰富，使用上也越方便
② 成本差异：由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺， 可以轻易地将周边电路集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的 成本；除此之外，由于CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有 一个象素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传 感器的成品率比CMOS传感器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产 品问世的半年内突破 50% 的水平，因此， CCD 传感器的成本会高于 CMOS传感器。
投影屏
被投影的实物面
投影屏 F’
被投影物面
F’
“负-正-正”投影镜头结构 放映和投影镜头的特性
10X投影镜头
第 15 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
• 为什么需要照明？投影及放映光学系统由于要成放大像，为了保证一定的像面照度，
通常要加照明系统。因此，其光学系统包括照明系统和成像系统两部分 。
CCD与CMOS的差异
第 12 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
③ 分辨率差异：CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂，其象素尺寸很 难达到CCD传感器的水平，因此，当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS传感 器时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。例如，目前市 面上 CMOS 传感器最高可达到 210 万象素的水平 (OmniVision 的 OV2610 ， 2002年6 月推出 )，其尺寸为 1/2 英寸，象素尺寸为 4.25μm，但Sony 在2002年 12月推出了ICX452，其尺寸与 OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率却能 高达513万象素，象素尺寸也只有2.78mm的水平。
越薄，胶片分辨率越高
感色性 黑白胶片对各波长光的敏感度称为它的感色性
彩色胶片的特性
第9 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
数码相机：以固体图像传感器替代了摄影系统中的感光胶片，以 扫描的方式把景物信息记录下来，然后以数字信号的方式传送到 存储介质中存储起来。
扫描方式感 官器件
目录CONTENTS
1 2 3
感光胶片 光电传感器 放映和投影镜头
4 放映和投影系统的照明
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
感光胶片
• 感光胶片是摄影仪器中记录和保存影像的器件，它以“潜影”的方式把影像的信息记 录下来，然后再通过显影和定影把影像重现出来。 • 感光胶片分黑白胶片和彩色胶片，由基片、感光层、保护层及辅助层组成，下图是黑 白胶片的结构示意图
• 照明系统的类型？照明系统的类型有透射光照明和反照明，前者包括电影放映机、 放大机及一些透射照明投影系统，后者有反射投影仪、某些液晶投影系统等。
• 照明系统的设计原则？光学设计时需要注意照明系统和成像系统的衔接关系，成像 系统的拉赫不变量J2等于或超过照明系统的拉赫不变量J1是设计中的原则。
放映和投影系统的照明
柯拉照明系统
第 19 页
DM ' DN ' DM ' DN ' C 1 lg H M ' lg H N ' C2 lg BM lg BN
彩色胶片的特性
第8 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
灰雾度 胶片未经曝光，显影后的胶片也不是完全透明的，它有一定的透过率，从而构成一层灰蒙蒙 的背景，称为灰雾。灰雾的量值用它的光学密度表示，称为灰雾度D0。灰雾的存在降低了画 面的对比度，影响了画面的质量 最大密度 胶片能达到最”黑“的程度称为最大密度，反转点E所代表的光学密度就是胶片的最大密度 分辨率和颗粒度 胶片的分辨率是以每毫米内它能分辨的黑白条纹的数目定义和测试的，颗粒越细，乳剂厚度
图1 CCD与CMOS的比较 CCD与CMOS的比较
第 11 页
感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
① 灵敏度差异：由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二 极管构成 (含放大器与 A/D转换电路)，使得每个象素的感光区域远小于 象素本身的表面积，因此在象素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵 敏度要低于CCD传感器。
④ 噪声差异：由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放 大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，因此与只有 一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加 很多，影响图像品质。
CCD与CMOS的差异
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感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
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放映和投影镜头的特性
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感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第五节
• 电影放映屏幕上的亮度标准是：中心是55lx，边缘是40lx • 投影镜头屏幕的亮度标准是20~100lx • 投影镜头主要有两种结构形式：一种是在反远距结构的基础上发展起来的“负-正-正”结构； 另一种是“正-负-正”结构。
保护层 上乳剂层 结合层 片基 背面层 下乳剂层 乳剂层 结合层 片基 背面层
黑白电影底片
黑白电影正片
• 图中片基是感光材料的载体，早期胶片用硝酸纤维和醋酸纤维制成，但由于综合性能 的原因聚酯片基成为了胶片片基的主流材料。 感光胶片的定义和黑白胶片
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感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
点”。
彩色胶片的工作原理
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感光胶片
光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
黑点起阻光作用，设I0和It分别表示胶片某点上的投射光强和透过光强，该点的阻 光率定义为 O=I0/It 胶片的透过率定义为阻光率的倒数 T=1/O=It/I0 光学密度为 D=lgO
曝光量为
C1 lg
利用透过光强定义两点的反差
BM BN
IM ' C2 lg IN'
彩色胶片的特性
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光电传感器
放映和投影镜头
放映和投影系统的照明
第四节
若用I0表示入射光强，显然有
lg
上式表明胶片的反差等于光密度差 胶片特性曲线直线部分的斜率称为胶片的反差系数，以γ 表示，即 γ =tanα 或写为
放映和投影系统的照明
第五节
• 放映和投影镜头的光学特性除了用视场、孔径、焦距表示外，因工作在有限距离上，需增设一 个倍率参数。根据集合成像关系，倍率β与镜头的焦距和物距关系是
f '
1
2