照相机和投影仪共52页
第十章照相机和投影仪
• 图10-21 10-21 • 为克服牛顿取景器观察物范围小的缺点，现代小型照相机中多采 用逆伽里略取景器，它由一个负透镜物镜组和一个正透镜目镜组 构成，如图10-21所示。取景器的视放大率一般在0.6-1之间。这种 取景器结构比较筒单，取景比较准确，在一般平视取景照相机中 应用很多，缺点是取景边缘渐晕较大，轮廓不清晰，而且当眼晴 的位置，瞳孔大小变化时，取景范围随之改变。所以在设计这类 取景系统时，视场应缩小10%-20%做为安全系数，以保证安全取 景。
• 四、分辨率 • 照相物镜分辨率表示照相物镜分辨被摄物 体细节的能力，是衡量照相辨成像质量的重 • 要指标之一，通常用像平面上每毫米能分辨开 黑白线条的对数表示，照相物镜的理想分辨率 • N物由公式（8-11）得 N = 1500 lp / mm 物 F • • 由公式可见，照相物镜分辨率越小，即相对孔 径越大，分辨率越高。由于实际照相物镜存在 像差，实际分辨率比理想分辨率低。
• 三、视场角 2ω
• 照相物镜的视场角决定了被摄景物的范围。不同照相机画面的尺 寸是一定的，例如： • 16mm电影摄影机 l0.4*7.5 mm2 • 35mm 电影使影机 22*16 mm2 • 135#照相机 36*24 mm2 • 120#照相机 55*55 mm2 • 用于航空摄影的照相机，画面要大得多，常用的有180*180 mm2、 240*240 mm2、360*360 mm2。 • 照相机的视场角和画面尺寸之间的关系，可由无限远物体理 想像高公式表示 y ' = − f ' tgω • 相机的幅面一定，即 y ' 一定，只要焦距确定，视场角便随之而定。 由上式可看到，当相机幅面一定时，f ' 越小，则 ω 越大，因此短 焦距镜头，也就是大视场镜头。根据视场角的大小，照相物镜可 分为:窄角镜头（ 2ω 在40°以下）、常角镜头（2ω =45）、广角 镜头（2ω =70°~100°）、超广角镜兴（ 2ω 在100°以上）。
《照相机和投影仪》 作业设计方案
《照相机和投影仪》作业设计方案一、作业设计目标本次作业设计旨在帮助学生深入了解照相机和投影仪的工作原理、结构特点以及它们在生活和工作中的应用，培养学生的观察能力、分析能力、实践操作能力和创新思维，同时激发学生对光学知识的兴趣和探索欲望。
二、作业内容1、知识回顾（1）让学生回顾照相机和投影仪的基本结构，包括镜头、光圈、快门、反光镜、灯泡、凸透镜等部件，以及它们各自的作用。
（2）复习照相机和投影仪的成像原理，即凸透镜成像规律，要求学生能够熟练画出光路图，并解释物距、像距与像的大小、正倒、虚实之间的关系。
2、观察与比较（1）安排学生观察家中或学校里的照相机和投影仪，记录它们的外观特征、型号、品牌等信息。
（2）让学生比较照相机和投影仪在结构上的异同点，例如镜头的焦距、光圈的调节方式、成像屏幕的材质等，并分析这些差异对成像效果的影响。
3、实验探究（1）设计一个简单的实验，让学生探究照相机中焦距的变化对成像的影响。
学生可以通过改变凸透镜的位置来调整焦距，观察像的大小、清晰度和物距的变化，并记录实验数据和结果。
（2）组织学生进行投影仪的调试实验，让他们尝试调整灯泡的亮度、焦距、投影屏幕的距离和角度等参数，观察投影图像的质量和效果，如亮度、清晰度、色彩等方面的变化，并分析原因。
4、实际应用（1）布置学生利用照相机拍摄一组主题照片，如校园风景、家庭聚会、动物等，并要求他们在拍摄过程中注意光线、构图、焦距等因素的运用，以提高照片的质量。
（2）让学生为班级或学校设计一个简单的投影展示方案，包括选择合适的投影仪、确定投影位置和角度、制作投影内容（如 PPT、图片、视频等），并在课堂上进行展示和讲解。
5、创意设计（1）鼓励学生发挥想象力，设计一款未来的照相机或投影仪，要求他们画出设计草图，并说明其创新之处和功能特点。
（2）组织学生开展小组讨论，交流各自的设计理念，共同完善设计方案，并评选出优秀的设计作品进行展示和奖励。
三、作业形式1、书面作业（1）完成知识回顾部分的练习题，包括填空题、选择题、简答题等，以巩固所学的理论知识。
放大镜照相机投影仪的原理
放大镜照相机投影仪的原理
放大镜照相机和投影仪的原理基本相似，我们先来看放大镜照相机的原理。
放大镜照相机包括镜头和底片。
当光线通过镜头进入相机时，它会经过折射被聚焦在焦平面上的底片上。
焦平面是一个特定位置，当光线被聚焦在该位置时，得到清晰的图像。
放大镜照相机使用的镜头是凸透镜。
凸透镜会使光线发生折射并聚焦到一个点上，这个点被称为焦点。
镜头通常由多个透镜组合而成，以进一步改善成像质量。
底片是感光材料，能够记录光线的强度和颜色。
当光线通过镜头并聚焦在底片上时，它们与底片上的感光材料相互作用，形成图像。
通过在镜头前放置快门，可以控制光线对底片的曝光时间，从而控制照片的亮度。
接下来，我们来看投影仪的原理。
投影仪也有镜头和光源。
光源通常是高亮度的灯泡，它会发出光线。
光线通过镜头进入投影仪，然后被聚焦在一个特定的位置上，这个位置是能够呈现清晰图像的位置。
与放大镜照相机不同的是，投影仪使用的是透镜系统。
透镜系统由多个透镜组成，可以将光线进行聚焦和调节，使其能够在屏幕上形成清晰的图像。
在光线通过透镜系统之前，投影仪会对图像进行处理。
它会将图像转化为光信号，然后通过光学系统将光信号转化为光线。
这些光线被透镜系统调节并聚焦在屏幕上，形成一个放大的图像。
总的来说，放大镜照相机和投影仪的原理都是利用透镜的折射和聚焦作用，将光线进行处理并形成图像。
放大镜照相机通过把图像记录在感光材料上，而投影仪则将图像投射到屏幕上。
人教版八年级上册物理第五章：透镜及其应用(照相机+投影仪+放大镜)专题讲解与练习 课件(共32张PPT)
A．小于10cm C．大于10cm
B．等于10cm D．在10cm和20cm之间
放大镜
例2.如图，小明通过放大镜（凸透镜），看到课本上被放大的字。已知此时
放大镜到课本的距离为4cm，那么，该放大镜的焦距可能是（ D ）
A．2cm
B．3cm
C．4cm D．5cm
放大镜
例3.现用一放大镜阅读书上的小字。下列哪一项叙述是正确的（ D ）
灯机的凸透镜的焦距可能是（ B ）
A．15cm
B．25cm
C．33cm
D．40cm
投影仪
例3.放映幻灯片时，为了使屏幕上的像更大一些，应采取的措施是（ A ）
A．幻灯机向后移，再将镜头移近幻灯片 B．幻灯机向前移，再将镜头远离幻灯片 C．幻灯机向前移，再将镜头移近幻灯片 D．幻灯机向后移，再将镜头远离幻灯片
物远像近像变小，物近像远像变大
照相机的成像原理
照相机
U > V 时，物体在底片上形成一个倒立、缩小的实像 物远像近像变小，物近像远像变大
照相机
例1.学生想用照相机拍摄物理老师清晰的照片，则照相机的镜头应离
老师（ B ）
A．两倍焦距处 C．一倍和两倍焦距之间
B．两倍焦距外 D．焦点以内
照相机
例2.如图所示，是小明同学在2016年杭州G20峰会期间拍摄的G20标志的照片，下列
说法正确的是（ A ）
A．遮住一半镜头，仍能照出完整物体 B．拍摄时底片上的像是倒立放大的实像 C．小明所使用的照相机的镜头相当于凹透镜 D．要想使像小一些，小明应靠近标志，调节
暗箱长度后再拍摄
照相机
例3.初中毕业时摄影留念，全班合影后，改拍个人的校园纪念照，这
时应该（ A ）
照相机,投影仪,放大镜成像特点
虚像
同侧
实 像 虚 像
虚像 成 像 特 点
从放大镜观察到物体是一个正 立，放大的虚像，像和物体在 放大镜的同一侧，Байду номын сангаас大镜距离 物体越近，得到的像就越小； 反之越大。
照相机，投影仪，放大镜成像特点
器材 名称
照相机 投影仪
像的性质
正立或倒立
放大或缩小 实像或虚像
像与物 的位置
异侧
倒立 倒立
缩小
实像
放大
实像
异侧
放大镜
正立
放大
投影仪
投影仪原理：
利用凸透镜成倒立,放大,实 像。
成像 特点
所成的像与投影片相比是倒立，放 大，的实像，凸透镜离幻灯片越近 所成的像越大，反之越小
投影时，先将投影片正放，然后调节凸 透镜和投影片的距离，就可在屏幕上得 到正立清晰的像。同时注意调节平面镜 的角度，使像成在屏幕正中间。
使 用
原 利用凸透镜 理 成正立放大
你知道照相机的来历吗，了 解它的原理及构造吗，会使 用吗？
鲁甸县水磨中学制作
原理：利用凸透镜成缩小实象．镜头相 当于凸透镜，胶卷相当于光屏． 成像特点：所成的像与物体相比是倒 立，缩小的实像．物体距离镜头越远，所成 的像越小；反之成的像越大． 构造：镜头，胶卷，调焦环，光圈环，快 门． 拍摄要领：
《照相机和投影仪》作业设计方案
《照相机和投影仪》作业设计方案一、作业设计目标通过本次作业，学生能够深入理解照相机和投影仪的工作原理、结构特点以及它们在生活和工作中的应用。
培养学生的观察能力、动手实践能力、逻辑思维能力和创新能力，同时提高学生对物理知识的综合运用能力。
二、作业内容1、知识梳理（1）要求学生回顾课堂所学内容，整理照相机和投影仪的工作原理，包括凸透镜成像规律、光路图等，以思维导图的形式呈现。
（2）比较照相机和投影仪在结构和成像特点上的异同，完成一份表格。
2、观察与分析（1）让学生观察身边的照相机和投影仪，记录它们的型号、主要参数和外观特点。
（2）分析这些参数对成像效果的影响，撰写一篇观察报告。
3、实验探究（1）利用凸透镜、蜡烛、光屏等器材，模拟照相机和投影仪的成像过程，探究物距、像距与成像大小、倒立正立的关系。
（2）改变实验条件，如更换不同焦距的凸透镜，观察成像的变化，并记录实验数据和现象。
4、创意设计（1）假设自己是一名设计师，设计一款具有创新功能的照相机或投影仪，画出设计图，并说明其创新点和优势。
（2）针对现有的照相机或投影仪，提出改进建议，以提高其性能或使用便捷性。
5、实际应用（1）拍摄一组主题照片，如“校园的秋天”“家乡的美景”等，运用所学知识，分析照片的拍摄技巧和成像效果。
（2）选择一个合适的场所，使用投影仪展示自己制作的 PPT 或视频，如“我的假期生活”“我喜欢的一本书”等，并记录使用过程中的问题和体会。
三、作业形式1、书面作业包括思维导图、表格、观察报告、实验数据记录等。
2、实践作业如实验探究、拍摄照片、使用投影仪展示等。
3、创意作业设计图、改进建议等。
四、作业评价1、评价标准（1）知识掌握：对照相机和投影仪的原理、结构等知识的理解和掌握程度。
（2）实践能力：实验操作的规范性、数据记录的准确性、问题分析的逻辑性。
（3）创新思维：设计的新颖性、改进建议的合理性和可行性。
（4）作品质量：照片的拍摄效果、PPT 或视频的制作水平、展示的流畅性。
《应用光学》第12章 照相机和投影仪
机械补偿的变焦距物镜除了包含有作线性移动的变倍组以 外，还需有作非线性移动的补偿组。如图12.13所示。L1 是前固定组，L2是变倍组，L3是补偿组，L4是后固定组。
L2和L3组成了物镜的变焦部 分。当变倍组由左向右作线 性移动时，焦距由短变长， 同时像面发生位移。用补偿 组L3作相应的非线性移动， 使位移了 的像面经补偿组后 重新成在固定的位置上。总 的焦距变化是由变倍组和补 偿组同时移动的结果。变倍 组和补偿组的移动要匹配， 即两者的位置要一一对应。
另外，放大率、工作距离等也是投影系统的光学特性。 二、照明系统
1、临界照明
可使物面照度均匀化。图12.20所示为柯拉照明系统，它由两组 聚光镜L1和L2组成。光源通过L1成实像在L2的孔径光阑处，L1 的
图12.20
行光束。此时，孔径光阑是可调的，以控制物点成像光束孔径 角的大小，充分发挥物镜的分辨能力。视场光阑也是可调的， 以适应不同倍率物镜、目镜组合条件下，被照明视场大小变化 的要求；同时拦截系统中有害的杂散光，改善像面的对比度， 如图12.21所示。
隔一定距离的两个平面 A和A’之间，有两个位 置可使得两平面互为物 像关系，如图12.11所
示，其放大率分别为 和1/.即当一个位置成
缩小像时，另一位置成 放大像。而当透镜从位 置1移到位置2，放大率
图12.11
就在和1/ 之间连续变化。所以该透镜被称为变倍组或变
焦组。但只有一组透镜还不足以在满足变焦的同时满足其 他三个要求，所以就需要采取一些措施，这就是两组可移 动的透镜组，其中一组是变焦组，另一组是补偿组。如图 12.12所示
变焦物镜通常是按照系统中变焦透镜组的个数，以及是正 透镜组还是负透镜组的配置来分类的，如负-负型、负－正型 以及正－负－正型等。
第十章 照相机和投影光学系统
Wafer晶片
光刻机总体结构
照明系统 掩模台系统 自动对准系统 调平调焦测量 系统 框架减振系统 环境控制系统 掩模传输系统 投影物镜系统 硅片传输系统
工件台系统
整机控制系统
整机软件系统
Introduction to Mask
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二、投影物镜的光学特性
投影系统
摄影物镜的光学特性以放大率、视场、焦距和相对孔径来表示。
快门速度在机身上分别标注为：1、2、4、8、15、30、60、 125、250、500、1000、2000 ……
另外很多相机还有“T门”和 “B门”
相邻两级的快门速度的曝 光量相差一倍，我们常说 相差一级。如1/60秒比 1/125秒的曝光量多一倍， 即1/60秒比1/125秒速度 慢一级或称低一级，1/60 秒的曝光量是1/125秒曝 光量的2倍。
快门特性（二）：不同的拍摄效果
快门的作用不仅是在控制通光量的多少上，还能使您的照片表现出不同的效果。 高速快门一般用作于捕捉物体瞬间的美，比如在拍摄一些转瞬即逝的画面或者拍 摄运动速度较快的物体时就需要我们用到高速快门。
高速快门能捕捉物体瞬间
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快门特性（二）：不同的拍摄效果
较低的快门速度能让我们拍摄出过程美，当你要拍的是夜晚的车水 马龙，快门时间就要拉长，常见照片中丝绢般的水流效果也要用慢 速快门才能拍出来。快门时间可以手动调节到很长，有的时候甚至 可以达到几小时。
2
感光元包括：感光胶片、CCD传感器、电子光学变像管、电视 摄像管等。 常见的摄影系统有：照相机、摄影机、空中侦察系统和测绘光 学系统等。
像平面（感光底片）在像方焦面附近，在小范围内调节镜头和 底片的距离，可使不同距离以外的物体成清晰的实像于底片上。
照相机、投影仪、放大镜的成像原理
缩小的、实像 利用照相机能成 倒立的、
被照的物体位于镜头（凸透镜）的 二倍焦点以外（u>2f ） 物体与实像大小比较 实像小于物体 （像小） 物距与像距大小比较 像距小于物距 （像距大）
照相机主要构造 镜头、胶卷、调焦环、光圈、快门、暗箱
镜头一般由几个透镜组成，相当于一个凸透镜 胶卷相当于光屏，用来接收像。 机壳相当于暗室，胶卷上涂着一层对光敏感的物质。 调焦环可以调节镜头到胶卷的距离，在胶卷上形成清 晰地像。 光圈可以控制从镜头射入的光线的多少，光圈上的数 字越小，光圈就越大，进入镜头的光就越多。 快门可以控制曝光时间，数字表示秒的倒数。
答案：AD
）
投影仪的螺纹透镜的作用是（ ） A使光线会聚 B相当于一个焦距比较短的透镜 C使射向投影片的光的亮度增强 D减小机体的尺寸 E扩大投影片的尺寸，便于手工书 写制作投影片 答案：ABCDE
从酒瓶侧面观察酒中浸泡的人参，看 到的人参是（ ） A放大、正立的虚像 B放大、正立的实像 C放大、倒立的虚像 D放大、倒立的实像
投影仪成像特点
（1）投影片到镜头的距离小于镜头到像的 距离 （2）投影片离镜头越近，屏幕上所成的像 越大，像到镜头的距离越大 （3）投影仪在屏幕上所成的像一定比图案 （物体）大。
放大镜的 原理
.
物体位于焦点以内即( u<1f ) 时，成 正立的、 放大的、虚 像
.
放大镜成像特点
（1）物体被放大了 （2）物体和像在凸透镜的同侧
投影仪的原理
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物体位于凸透镜的二倍焦距与一倍焦距之间（ 2f>u>f )
成 倒立的、 放大的、 实 像
物体与实像大小比较 实像大于物体 （像大） 物距与像距大小比较 像距大于物距 （像距大）