数码相机的结构及工作原理资料

图像处理系统
9/22/2020
控制CCD感光并对图像讯号进行采样、处理，将 处理好的图像文件存入记忆棒。
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CCD概念
CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器）是摄像机、数码相机 的心脏，负责捕捉影像的重要工作。它最初是为摄像机设计的，随着 技术的不断进步，其分辨率逐步提高，色彩还原日渐逼真，已经可以 胜任高分辨率的静态图像拍摄了。
尽管目前CCD已经能做到500万甚至更高的分辨率，但这并不意味 着每个像素都能捕捉任何一种色彩。实际上，CCD本身是不能分辨色 彩的-----它是“黑白”传感器。所以，在实际应用时需要加上彩色 滤镜阵列（CFA，Color Filter Array），一般就是给CCD器件表面的 滤镜层涂上不同的颜色。
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何谓Optical Zoom 和Digital Zoom （光学变焦和数码变焦）
光学变焦是指相机通过改变光学镜头中镜片组的相对位置来达到放大倍 数，因此光学变焦的画质是最好的，目前数码相机最大的光学倍数约为 10倍，但是一般机种都在2～6倍之间。一台拥有光学10倍变焦的数码相 机已经约和一支400mm照相机望远镜头倍数相当了。而数码变焦实际上 是一种将所拍到的画面局部放大的结果。试想若是把一张3x5的照片放 大50倍，那画面的画质一定会变粗糙，而且放的愈大愈粗糙。但在拍摄 远景时可根据实际情况选取距离及清晰度的最佳点.
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光圈与快门的概念
快门是控制胶片曝光时 间长短的一种机械或电 子装置，通常快门装置 都设计在机身或者镜头 内。一般情况下，手持 相机拍摄时，为了保证 图片的清晰度，采用的 快门速度不能低于镜头 焦距的倒数，这个数值 可称为“安全快门”。
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光圈、快门的标注方式
数码相机的结构及工作原理
dws
主讲:黄伟洪
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介绍
无论是数码照相机还是光学相机，都可 拍摄静止图像（照片）。虽然两者在结 构上有一定的分别，但基本的原理却是 相通的。在拍摄照片的时候，都是先把 相机对住被拍摄物，然後决定拍摄的范 围，调校焦距，通过快门速度及缩小光 圈来调节曝光量，最後按下快门进行拍 摄。
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自动对焦（AF）
主动式AF：相机上的红外线发生 器、超声波发生器发出红外光或 超声波到被摄体。相机上的接受 器接受反射回来的红外光或超声 波进行对焦。
被动式AF：直接接收分析来自景 物自身的反光进行自动对焦的方 式.这种自动对焦方式的优点是; 自身不要发射系统，因而耗能少， 有利于小型化。
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相机部分的组成及分工
功能控制系统
控制相机的各项功能操作，比如电动变焦、快门 控制、菜单选择、液晶屏切换、内光灯控制等
AF系统
控制镜头的自动对焦，有主动式对焦和被动式对 焦两种工作方式
程序曝光系统
按测光值给出不同的曝光组合并控制光圈、快门进行曝光， 方式有程序曝光、光圈优先、快门优先、全手动等
主动、被动式自动对焦方式各有 千秋，一般数码照相机上都具有 二种自动对焦方式，可以互补使 用，自动切换,发挥其强项，克服 其弱点。
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程序曝光
数码相机的程序曝光系统可以根据测光值自动计算 出正确的曝光量，并可根据现场光源情况以及镜头 的焦距自动给出恰当的光圈、快门组合进行曝光。 当然，这些曝光程序也可以由用户根据自己的要求 进行手动选择。最常见的曝光程序有：肖像模式、 风景摄影模式、运动模式、月光模式、月光肖像模 式等。
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典型的焦距概念
对于相机而言，焦距在16mm—28mm为超广角， 28mm—50mm为广角，50mm—100mm为中焦， 100mm—400mm为长焦。
16mm 28mm 35mm 50mm 100mm 135mm 200mm 400mm
广角
中焦
长焦
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SONY DSC-P9 39mm
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SONY DSC-P9 117mm
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SONY DSC-P9 234mm
光圈与快门的概念
光圈是相机镜头中的可以改变中间孔径大小的机械装置，它有两 种基本用途：一是帮助获得正确投影；二是通过缩小或放大光 圈以调节镜头通光量的多少，来控制感光材料的曝光量。光圈 大小会对通光量、景深、清晰度、镜头眩光以及反差等造成影 响，其单位通常用小写的“f表示。
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CCD的构造
A---分光棱镜
B---RGB滤色涂层
C---CCD感应器
CCD上感光元件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式 排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在元件上，整个 CCD上的所有感光元件所产生的讯号，经由运算电路进行处理 后，就构成了一个完整的画面。
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镜头部分
镜片组机构
镜头 光圈快门机构
电子控制线路
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相机的构成
数码相机与光学相机从结构上来说有很多相 似的地方，都由两部分组成： 一、镜头部分 二、相机部分
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镜头部分
镜片组机构 光圈快门机构 电子控制线路
镜片组单元 自动对焦单元 电动变焦单元 光圈单元 快门单元 功能控制单元 信息接口单元 电源接口单元
快门速度（S）
1’
1/2
1/8
1/30 1/125
标示数值越大，快门速度越快
快门速度
1/2000
光圈值（f）
1.4
2.8
4.5
5.6
8.0
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标示数值越大，光圈孔径越小、景深越大
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光圈孔径
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Байду номын сангаас
注意事项
这里需要指出的是拍摄运动的物体时如果快门速度低 于1/125秒，运动的物体在胶片或CCD传感器的不同部 位成像，所拍摄出来的照片效果可能不清晰，而当快 门速度很快时，运动的物体在胶片上的成像还没有明 显移动而曝光过程已经完成，照片效果就比较清晰， 这样就相当于将运动的物体凝固在了画面上，所以大 家在拍摄运动的物体时尽量选择较快的快门速度，然 后调节光圈大小进行正确曝光，如果你想让运动的物 体在胶片上留下运动轨迹来增强动感，还是可以选择 比较慢的快门速度。