图4-98所示为聚光式放大机光学结构图。由于光源与底片之间用聚光镜组聚光，光能损失少亮度高，放出的照片画面清晰，但温度高，底片距聚光镜组(聚光器)很近，底片在片夹内时间稍长容易损坏，反差强，底片上的颗粒、斑痕容易暴露出来。比较图4-98与图2-69可知，两者的光学结构是相同的，这种结构是投影仪器(电影机、幻灯机、绘图用的投影仪、印相放大机等)的基本结构。这种放大成像系统，像面(放大纸或幕)的光照度随镜头放大率的增大而减小。因此，要用照明系统提供更多的光能量才能使放大纸得到足够照度的图像。

放大机主要包括两部分:①由物镜、底片、放大纸组成的成像部分;②由强光光源与聚光镜组构成的聚光部分(照明系统)。聚光器的作用有二方面。一方面在未加底片前，能使放大纸获得强烈而均匀的照度，不出现光源本身结构(如灯丝等)的像;当加入底片后，能使放大纸上形成清晰的像。另一方面可增强放大纸上的照度。聚光部分提供的光能的能力跟光源本身的发光强度、光源的大小、聚光镜组的孔径角等因素有关。当发光强度一定时，光源面积越大，聚光镜的孔径越大，聚光器提供的光能量越多。照明系统所提供的光能量能否全部进入成像系统取决于两者的成像关系。因此，必须恰当地安排物镜、聚光器和物体的相互位置。为了使从光源发出的光通过聚光器的光束能够全部到达像面，常采用所谓成中间像的方法来实现。光源通过聚光镜组的光束成一中间像，在底片较小时，令中间像位于底片附近;当底片较大时令中间像位于放大镜头附近。下面以图4-99为例来分析光源的光束通过聚光镜组如何均匀分布于放大纸上。

图中SS1为强光源的两个端点(其灯丝密集于一个平面内);L1与L2为聚光镜组;S′S′1为光源通过聚光器成的中间像;L为放大机镜头;PP1为底片(置于镜头物方焦点稍远处，即L2附近);P′1P′为放大纸。图表明从光源上一些点所发出的光束经聚光镜组后成像于S′1S′。这些光束都经过底片上的某一面元AB，因为它们是从光源上不同点发出的，同时经过同一面元AB，故能均匀照明它，但不能形成光源的像。对放大机镜头而言AB是物，而这些光束经物镜会聚于放大纸上的面元A′B′就是AB的像。可以设想将底片分割成许许多多的小面元，它们在放大纸上都对应着各自的像。这些像的整体便是底片在放大纸上的完整的像，另一方面放大纸被均匀照明。从光源上任一点发出的光束，凡通过聚光镜组的都能通过AB，通过AB的光束比不用聚光器时要强得多。用了聚光器可以保证凡能通过AB的光束，最后都能到A′B′。聚光器的孔径至少必须等于底片的对角线，光源的大小以能够使它完全充满L的整个面积为限，过大会浪费光的能量，过小则不能充分利用物镜。光源后面如果放有反射镜，便可增加通过聚光器的光通量，增加光源发光强度的均匀性。通常将底片放在聚光组前面靠近L2的地方，而光源则置于聚光器后二倍于聚光镜组焦距之处。聚光器焦距等于物镜焦距的一半，这样从光源发出的光束，在通过聚光镜组前后是对称的，而在物镜平面上光源的像与光源本身的大小相等。