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出版者:

作者:彭剋發 編

出品人:

頁數:234

译者:

出版時間:2010-5

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787122079336

叢書系列:

圖書標籤:

• 電視機
• 維修
• 原理
• 電子技術
• 傢用電器
• 電路分析
• 故障診斷
• 顯示技術
• 數碼設備
• 電器維修

深度解析經典光學設計與現代成像技術 本書涵蓋瞭自古希臘以來光學理論的演進，聚焦於現代光學係統的設計原理、精密元件的製造工藝，以及這些技術在當代信息捕獲與顯示領域的具體應用。 --- 第一部分：光學基礎與幾何光學精要 本書伊始，將係統迴顧光學的基本性質，從光的波動理論到實用的幾何光學模型。我們摒棄瞭對已知基礎概念的冗餘敘述，而是直接深入到如何利用這些原理解決實際工程問題。 1.1 場的概念與光綫近似的邊界： 探討瞭電磁場理論如何為幾何光學提供堅實的數學基礎。重點分析瞭光綫近似（Ray Approximation）在何種尺度下失效，並引入瞭菲涅耳（Fresnel）積分作為過渡工具，理解衍射現象的早期數學描述。 1.2 復雜錶麵的成像分析： 詳細闡述瞭球麵、柱麵以及非球麵透鏡係統的設計方法。不僅僅停留在簡單的矩陣（如唐納德·布魯剋斯矩陣）推導，而是側重於津斯-謝弗公式（Zernike-Seidel Coefficients）在評估低階像差（球差、彗差、像散、像場彎麯和色差）中的實際應用。我們提供瞭一套係統的流程，教導工程師如何通過迭代優化，精確控製這些像差對成像質量的影響。 1.3 棱鏡與反射係統的光路設計： 重點分析瞭阿貝-普裏司馬（Abbe-Prism）和Porro棱鏡等復雜光學元件在光束轉嚮、摺疊和翻轉中的作用。在反射係統部分，我們深入研究瞭卡塞格林（Cassegrain）和施密特-牛頓（Schmidt-Newtonian）組閤鏡係統的焦距與放大率的精確計算，並探討瞭邊緣光綫追跡（Marginal Ray Tracing）與軸上光綫追跡（Paraxial Ray Tracing）在係統初級設計階段的協同作用。 --- 第二部分：波動光學與成像質量評估 本部分是全書的理論核心，專注於光波的衍射特性及其對成像係統的根本限製。 2.1 衍射極限與有效孔徑： 詳細剖析瞭夫琅和費衍射（Fraunhofer Diffraction）和菲涅耳衍射（Fresnel Diffraction）的數學模型。關鍵在於如何將係統的數值孔徑（Numerical Aperture, NA）與目標物的空間頻率聯係起來。引入瞭點擴散函數（Point Spread Function, PSF）和彌散函數（Line Spread Function, LSF）的理論推導，強調瞭它們是評估係統分辨率的客觀標準。 2.2 調製傳遞函數（MTF）的工程應用： 本書用大量篇幅講解瞭如何從係統的幾何布局（如光闌、元件間距）推導齣其調製傳遞函數（Modulation Transfer Function, MTF）。我們提供瞭實際操作指南，演示如何將單個元件的MTF（由像差決定）和係統中的傳輸介質（如空氣、光縴）的MTF進行傅裏葉域（頻率域）的乘積運算，以獲得最終係統的整體性能指標。討論瞭相位效應在MTF中的間接體現，特彆是當係統工作在部分相乾光照條件下時。 2.3 偏振光在光學係統中的控製： 超越瞭簡單的偏振片應用，我們深入探討瞭雙摺射材料對光的相位延遲影響。重點分析瞭波片（Wave Plates）的設計，它們如何用於精確控製光束的橢圓偏振態。在分析如液晶顯示器（LCD）或某些高級傳感器時，如何使用瓊斯矩陣（Jones Calculus）和穆勒矩陣（Mueller Calculus）來精確建模光束在復雜光學組件中的能量傳輸和偏振態演變。 --- 第三部分：現代光學元件與製造工藝 本部分將理論知識轉化為可製造的實體組件。 3.1 非球麵與自由麯麵製造： 現代高性能光學係統越來越依賴於非球麵透鏡來校正球差和彗差。我們詳細介紹瞭從Zernike多項式係數到實際零件加工的轉化過程。重點描述瞭金剛石車削（Diamond Turning）技術在精密塑形上的應用，以及離子束拋光（Ion Beam Figuring）在最終亞納米級錶麵形貌修正中的關鍵作用。 3.2 光學鍍膜技術： 詳述瞭多層介質膜的設計原理，以實現超寬帶抗反射（BBAR）或高反射率鏡麵。內容包括電子束蒸發、磁控濺射等沉積方法。特彆關注瞭角度依賴性問題，即如何設計膜係使其在較大入射角範圍內仍能保持性能穩定，這對於變焦係統至關重要。 3.3 微納光學器件： 介紹瞭衍射光學元件（DOE）和超錶麵（Metasurfaces）。闡述瞭如何通過周期性結構來替代傳統厚重透鏡，實現對光束相位的前沿控製。討論瞭光柵方程在設計這些元件時，如何與衍射效率的優化目標相結閤。 --- 第四部分：高級成像係統與傳感器接口 本部分聚焦於將光學係統與電子采集設備集成的挑戰與解決方案。 4.1 焦平麵陣列（FPA）的耦閤： 討論瞭如何匹配光學係統的像場彎麯（Field Curvature）與焦平麵傳感器的平麵結構。詳細分析瞭傳感器有效像素尺寸、填充因子（Fill Factor）與係統MTF的相互影響。著重探討瞭在遠心（Telecentric）係統中，如何通過設計來確保放大倍率在特定工作距離範圍內保持恒定，這在機器視覺測量中至關重要。 4.2 光譜成像與濾波技術： 超越瞭可見光範圍，本書探討瞭近紅外（NIR）和短波紅外（SWIR）成像的需求。講解瞭吸收型濾光片與乾涉型濾光片的選擇依據。在需要高精度光譜分離的場景，詳細分析瞭體積光柵（Volume Holographic Gratings, VHG）的工作原理及其在快速掃描光譜儀中的應用潛力。 4.3 深度信息獲取的光學方法： 分析瞭結構光（Structured Light）、飛行時間（Time-of-Flight, ToF）係統中的光學組件設計。特彆關注瞭如何設計準直透鏡和DOE來投射齣精確、無畸變的參考圖案，以及如何優化接收端的光學係統以最大化接收到的相位信息或時間延遲信號的信噪比。 --- 目標讀者： 本書為具有一定光學基礎的工程師、高級技術人員及相關專業研究生設計，旨在提供一套完整且深入的現代光學係統設計方法論，避免在實際工程中走彎路。

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這本書的文字風格給我一種非常“老派”和嚴謹的感覺，就像是上世紀八十年代國傢級齣版社齣版的專業工具書，沒有太多花哨的辭藻，一切都以準確和清晰為最高標準。它在闡述信號處理的復雜流程時，采用瞭大量的數學公式和等效電路模型，這使得內容的深度非常可觀，但對非電子專業背景的讀者構成瞭不小的閱讀門檻。例如，在分析色彩解碼部分，關於矩陣變換和三基色信號還原的推導過程，作者幾乎是毫不含糊地展示瞭所有中間步驟，這對於想要深究其數學基礎的工程師來說是極大的便利。然而，這種深度也帶來瞭閱讀上的枯燥感，很多段落需要反復閱讀纔能完全理解其邏輯鏈條。另外，書中對不同製式（如PAL和NTSC）的細節差異對比分析得非常透徹，從同步脈衝的構造到色差信號的調製，都做瞭詳盡的對比錶格，顯示齣作者在國際標準研究上的功底。它不是一本讓你快速入門的書，而是一本需要你沉下心來，一步步啃下來的硬骨頭。

评分☆☆☆☆☆

這部書，我買迴來的時候，是衝著它名字裏那個“原理”二字去的。說實話，我這人動手能力一般，但對事物內部工作機製總是充滿好奇。打開書一看，首先映入眼簾的是對電子管時代電視機的一些曆史迴顧，那部分寫得頗為生動，仿佛能看到老式顯像管的溫暖光暈。接著，作者詳細闡述瞭早期黑白電視機掃描電路、圖像信號處理和伴音電路的工作方式。他對晶體管替代電子管後的技術飛躍也做瞭細緻的對比分析，尤其是對超外差原理在視頻中頻放大級應用的描述，深入淺齣，即使是初學者也能大緻抓住核心概念。書中圖示豐富，很多電路原理圖的標注非常清晰，能看齣編者在圖形錶達上下瞭很大功夫。不過，美中不足的是，對於現代平闆顯示技術，比如液晶和OLED的驅動原理，似乎隻是蜻蜓點水，沒有深入挖掘，這對於希望瞭解當前主流電視技術的讀者來說，略顯遺憾。總的來說，它更像是一本紮實的、偏嚮經典理論的教科書，適閤對電視技術發展史和基礎電子原理有興趣的愛好者，但對於想直接上手維修前沿産品的師傅來說，可能需要搭配其他資料。

评分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的“維修”部分內容，與我現今工作使用的數字診斷工具和軟件升級流程幾乎沒有交集。我拿到這本書後，主要將其定位為一本曆史和原理參考資料。書中對早期CRT顯示管的陰極材料、熒光粉特性以及磁偏轉係統的設計冗餘度進行瞭細緻的描述，這些內容在今天的顯示設備中已經完全被固態器件和精密數字控製取代，但在理解電子成像技術的發展脈絡上，具有不可替代的價值。作者在探討電源部分時，對綫性電源紋波抑製和開關電源拓撲結構的演變過程，進行瞭係統性的梳理，這部分知識即便放在今天，對於理解電源管理的基本原則仍然有啓發性。全書的案例大多是基於老式分立元件電路的，對於現代高度集成的IC芯片級故障判斷，指導意義相對有限。因此，這本書更像是博物館裏的一件珍品，陳述著過去輝煌的技術路徑，而不是指導我們如何修理當下産品的那把萬能鑰匙。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量，讓人感覺是那個年代的典型産物。紙張偏黃，字號偏小，尤其是一些電路圖中的細小元件符號，在低分辨率的印刷下，辨識度很低，給初次接觸的讀者帶來瞭一定的視覺疲勞。關於器件選型和參數的描述，很多都停留在特定的年代標準，比如常用的電容、電阻的功率等級和封裝尺寸，與現在市場上主流的SMD元件規格存在較大差異。閱讀體驗上，我發現書中對“係統級”的講解略顯薄弱，它更傾嚮於將電視機拆解成一個個獨立的模塊（如調諧器、視頻中頻、伴音功放）進行闡述，但這些模塊之間如何通過總綫或者控製信號進行協同工作，缺乏一個宏觀的、自頂嚮下的鳥瞰圖。我期待看到更多關於數字信號處理（DSP）在圖像增強、降噪和色彩管理中的應用，但這本書的重點顯然放在瞭模擬信號的精妙處理上。總而言之，它是一部經典之作，但其知識體係與當前信息爆炸、快速迭代的電子技術前沿存在一定的代溝，更像是一部厚重的“前傳”。

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當我翻閱這本書時，我最大的感受是它在維修實操層麵的細緻入微。不同於那種隻停留在理論層麵高談闊論的教材，這本書的後半部分簡直就是一本“故障排除聖經”。作者似乎非常瞭解維修人員在現場會遇到的各種棘手問題，他沒有采用那種籠統的“檢查電源”的說法，而是直接給齣瞭針對特定故障現象的排查步驟。比如，當屏幕齣現周期性水平拖影時，書中列齣瞭好幾種可能的原因及其對應的測試點電壓範圍，甚至配有示波器波形參考圖，這對於經驗尚淺的維修工來說，簡直是救命稻草。我特彆欣賞作者對“疑難雜癥”的歸納，那些不是教科書上常見，但實際維修中經常碰到的“疑難雜癥”，作者都一一記錄在案，並給齣瞭基於實踐的解決方案。書中關於射頻/中頻調試部分的講解也十分到位，很多參數的調整口訣和經驗值，都是寶貴的行業財富。雖然排版略顯陳舊，但內容的實用性和針對性，絕對值得給高分。這本書，更像是一本跟隨瞭多年的老夥計，什麼疑難雜癥都見過，並且知道如何對癥下藥。

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