阿贝照明与柯勒照明的比较

依据光源的特性,照明系统的设计有两种经典形式:阿贝照明和科勒照明。大多数现代照明系统设计,都是对这两个基本形式的运用及改进。

阿贝照明,也称临界照明,是指把光源直接成像到需要照明的物体上,原理光路如图10-1的近轴模型所示。被照明物体可以是电影放映机中的胶片、幻灯片或液晶板。阿贝照明要求光源本身是均匀的,或者聚光器有足够的像差使光源的像足够模糊,以防止将光源的不均匀结构成像在幻灯片平面。然后,投影镜头将物(如幻灯片)成像到屏幕上,同时也将光源的像成像到屏幕上。阿贝照明采用磨砂灯泡或大尺寸光源,不采用高亮度光源。因为高亮度光源具有明显的不均匀结构特征,如采用阿贝照明,结构特征会被明显地叠加到投影屏幕上。采用阿贝照明方案,屏幕上的最终亮度和均匀性取决于光源的亮度和均匀性。光源的均匀性,既指光源的空间均匀性,也指光源的角均匀性。

图10-1　阿贝照明原理光路(www.xing528.com)

弧光灯和钨丝灯是典型的低亮度、高非均匀性的光源,为在像面处获得均匀亮度,则必须采用科勒照明形式,原理光路如图10-2的近轴模型所示。照明中继透镜或聚光镜将光源成像到投影镜头的光瞳上,而不是要被投影的物体上。另外,该照明系统的孔径光阑位于被照明的物体上,即位于胶片、幻灯片或液晶板的位置,然后该物体被投影到屏幕上或进入眼睛。科勒照明本质上将光源细分成多个点光源,由于光源的每一个点都照射整个胶片表面,所以胶片被均匀照明。

图10-2　科勒照明原理光路