数字相机的快门结构
照相机的种类及基本结构素材
ZHAOXIANGJIDEZHONGLEI
一、胶片照相机
使用感光胶片作为拍摄记录影像 载体的照相机称为胶片照相机。按 照使用胶片的尺寸可以分为135照 相机，120照相机和大型照相机。
135照相机
135相机是目前使用最多的 一 种相机，这类相机所使用的胶卷 为35mm两边带有齿孔的电影胶 卷。按其取景方式可分为135平视 旁轴取景照相机（俗称“傻瓜照 相机”）和135单镜头反光照相机。
数字照相机可分为袖珍数字相机（俗称卡片机）、数字 单镜头反光相机和大画幅数字相机三大类。
袖珍型数字相机
袖珍型数字相机一般体积小，重量轻，使 用方便，是一种便于携带的照相机。袖珍型 数字相机配置固定的光学变焦镜头，变焦倍 数一般为3倍，有的达到10倍，并且都有2~3 倍的数字变焦功能。配有液晶屏（LCD）,大 部分采用性能优异的CCD影像传感器，像素 可达1000万左右。袖珍型数字相机一般在锐 度处理上效果特别明显，锐度较高，色彩饱 和度也高。但由于影像感应器较小，镜头分 辨率有限，容易产生噪点。
对焦 在拍摄时为了使被摄物体能在照相机的焦
平面上结成清晰的影像，必须进行对焦，对焦不 准则成像模糊不清。有自动对焦和手动对焦两种 方法。
景深 当摄影镜头对焦于被摄体的某一点上，只
有这一点的物体才能在感光片（或芯片）上结成 清晰的影像。但由于弥散圈的存在，在对焦点前 后一定范围内的被摄体也能结成较为清晰的影像。 这种在对焦点前后景物较为清晰的范围称为景深。 景深随着镜头光圈孔径的大小而改变，规律是： 光圈越大景深越长，光圈越小景深越大。光圈的 大小与景深的长短成反比。此外，镜头焦距的长 短和拍摄距离的不同都对景深有很大的影响。镜 头焦距的长短与景深的大小成反比。拍摄距离与 景深成正比。
数码照相机的原理与结构
数码照相机的原理与结构数码照相机的原理与结构在数字化浪潮扑面而来的今天，新技术和新产品越来越多地影响着我们的，拥有一件数字化的产品也已成为了一种新时尚，照相机无疑是最贴近我们日常生活的用品，究竟是数码相机，它有那些特点，如何选购、使用等。
下面是店铺为大家精心推荐数码照相机的一些相关知识，希望能够对您有所帮助。
数码相机原理篇一、什么是数码相机所谓数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。
与普通相机不同，数码相机并不使用胶片，而是使用固定的或者是可拆卸的半导体存储器来保存获取的图像。
数码相机可以直接连接到计算机、电视机或者打印机上。
在一定条件下，数码相机还可以直接接到移动式电话机或者手持PC机上。
由于图像是内部处理的，所以使用者可以马上检查图像是否正确，而且可以立刻打印出来或是通过电子邮件传送出去。
二、数码相机的特点：与传统的相机相比，数码相机在拍摄质量上还是有一定的差距的。
但是，它也有传统相机无法比拟的优势：数码相机与传统相机相比存在以下五大区别：制作工艺不同、拍摄效果不同、拍摄速度不同、存储介质不同、输入输出方式不同。
其中最大分别在于记录影像的方式，请先看看以下的流程：传统相机:镜头-->底片。
数码相机:镜头-->感光芯片-->数码处理电路-->记忆卡。
数码相机跟传统相机在影像摄取部份大致相同，主要有拍摄镜头，取景镜头，闪光灯，感光器和自拍指示灯等，所以只看相机的前面外型，两者可说是没多大分别，但在成像及记录方面，两者的分别就大了。
传统相机是利用底片这东西，而数码相机主要靠感光芯片及记忆卡。
数码照相机的优点1、即拍即见：如果你或参加一些重要的约会时用传统相机拍摄，回来后冲洗，赫然发现拍摄的品质不对劲，如太光，太暗，主题被挡甚或完全没有影像，这时的心情真是难以形容。
但用数码相机就不会发生这种情况，因为差不多所有的数码相机会有一个叫液晶显示器(LCD)的东西，它可以立即显示刚拍下的影像，如果发现不对劲，可以把影像删除，再重新拍摄，直到您满意为止。
第五讲 快门
镜前快门的优点:结构简单,组装方便 镜前快门的缺点:因为放在镜头的前方,所以快门的开口径要大,避免遮到光路,因此 快门叶片要行走的距离较长,因此快门速度比较慢
光圈和快门是调整和控制曝光量的装置，它们是倍增或是倍减的关系，这种关系 可以通过不同的组合来得到相同的曝光量。例如说，光圈F8、1/30秒为正确 曝光值时，如果用光圈f5.6、1/60秒，或是f11、1/15秒来组合，它们所 得到 的曝光量也是一样的。这样，摄影师可以根据自己的目的来选择光和快门速 度。无论你采用什么感光材料，对每个不同的感光材料而言，他需有一 个曝光定量，我们假设这是一个固定值，而光圈值和快门值得结合时两 个变量，因此无论对怎样的感光材料，他都有一个光圈+快门=曝光量。 这样的关系存在。 光圈和快门之间的组合构成了一种感光材料的定量。 提问：1.一个感光材料的曝光量是否有变？ 2.一个感光材料的曝光组合是否有变？ 例如：假定一个感光材料需要F5.6，1/60秒的曝光量，那么用F4,1/125 秒，F81/30秒的曝光量是一样的。但是他们的不同之处在那？ 就是效果影像完全不同！
我们可以这样说：对于一个影响我 们可以采用镜头上任意一个光 圈去拍摄，也可以采用快门速度盘 上的任意一个速度值去拍摄！
快门类型
慢速快门
流水为长时间曝 光提供了优秀的 素材。本照片里 的流水环绕着枫 树叶流过。摄影 师迈克尔.山下用 慢速快门虚化流 水，将轮廓分明 的树叶框在了一 个抽象的水的世 界里。
机械式镜头间快门
(完整版)摄影原理与器材-成像原理与基本技术
像素
10*7
20*13
50*34
800*531
2134*1135
像素
是否像素越大越好呢？这取决于你拍摄的相片的用途。 如果是用电脑浏览，一般电脑的显示屏分辨率是 1024*768，100万的相机就可以了。如果是打印相片， 则不同的打印分辨率（PPI)可以打印出不同尺寸的相片。
到底需要多少CCD像素
感光度ISO
• 感光度ISO就是控制感光元件对光线的敏感 程度的参数。
• ISO值可以控制曝光量，通常增加一挡ISO 值，光圈就可以获得一挡缩小，或者快门获 得一挡加快，反之亦然。
• 数码相机的ISO一般有100、200、400、 800、10001600、3200等。
ISO（感光度）
ISO感光度的高低代表了在相同EV曝光 值时，选择更高的ISO感光度，在光圈不变 的情况下能够使用更快的快门速度获得同 样的曝光量。因此，在光线比较暗淡的情.神奇的景深
所谓景深就是指当镜头对焦于拍摄目标时，目标主体 及其前后景物所呈现的一段清晰范围，这个范围就叫景深。
影响景深的3大因素
1.光圈——镜头焦距及距离不变的情况下，光圈 越大，景深越浅，反之亦然。
2.距离——镜头焦距及光圈不变的情况下，越接 近拍摄的目标，景深越浅，反之亦然。
3.镜头焦距——距离及光圈不变的情况下，焦距 越长，景深越浅（即短焦镜头景深长）。
+1EV
快门的标记（快门速度） 快门速度用数字表示，数字越大，曝光时间越长。常
见的数码相机的快门速度从1秒到1/4000秒，由慢到快分 别为1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000、 2000、4000，小于1秒的用数字倒数的表示，单位是秒。
单反相机内部结构(实物解剖分析图)
单反相机内部结构（实物解剖）单以结构性上来看，数码单反相机（DSLR）和一般数码相机（DC）最大区别，在于数码单反相机的感光组件前方有设置一个反光镜，而一般数码相机则是直接透过液晶屏幕（LCD）取景。
除此之外，DSLR还有哪些特殊设计？以下我们就来介绍数码单反相机的结构及工作原理吧！按下数码单反相机的快门前，光线从镜头进入相机内部，透过斜斜的反光板，将那道光向上反射给五棱镜，其作用最终射入观景窗内，而我们便是经由观景窗来观察拍摄物体以及决定构图。
相较于一般数码相机的电子观景窗，数码单反相机的光学观景窗更为精确，即便在昏暗的光线条件下也能拍摄出清晰影像，而且色彩也更加真实。
当按下快门时，数码单反相机的反光板向上翻转，位于感光组件前方的快门帘开启，感光组件在感光后透过对信号的分析和处理，将影像信息储存于记忆卡内，一张数字照片就此产生。
反光板是个很特殊的配备，却也阻碍了数码单反相机小型化的发展，这也是数码单反相机无法拥有如同消费机般轻巧便利外型的最重要原因。
反光板升起前/后，数码单反相机工作示意图。
左边为DSLR金属机壳架构图，右边的则是机身透视图。
透过结构透视图和数码单反相机的金属机壳架构图可以看出，数码单反相机是由各式各样的电子和光学零件所组成，为了能更有效地保护这些零件，数码单反相机大多拥有一个轻质金属材质的机身骨架，因此数码单反相机相较一般数码相机更加坚固耐用。
五棱镜五棱镜和反光板一样，都是数码单反相机特有的零件。
五棱镜位于相机的前端，而也正是数位单眼相机前端突起的原因，即便目前市面上的数码单反相机所使用的五棱镜，有着体积上或大或小的差异，但工作方式和原理却仍是相通的。
数码单反相机内部的五棱镜。
图像处理芯片图像处理芯片在数字影像的生成过程中发挥着重要的作用，当原始数字信号被感光组件收集后，它们被送入图像处理芯片，图像处理芯片再为数字影像进行色彩校正，如白平衡处理以及图像处理后，数字照片最终才能被存入存储卡中。
数码相机基本知识
数码相机基本结构
数码相机由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微处理器）、内 置 存储器、液晶显示屏、存储器介质和计算机接口等部分组成，数码相机中 镜头的作用与传统相机是相同的，它将拍摄的画面汇聚到感光器件CCD上, CCD是一种特殊的具有光电转换作用的半导体器件，它代替了普通相机中胶 卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号。 CCD感应到拍摄景物的电子图像后，还不能马上被送去计算机处理，还 需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换 器）器件用来执行这项工作。接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩 并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在相机内 置存储器中。经过这一系列复杂的过程，一张数码相片才算拍摄完毕。
二、CCD尺寸 CCD尺寸
说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小， 这里就包括了CCD和CMOS。CCD/CMOS面积越大，捕获的 光子越多，感光性能越好，信噪比越高。CCD/CMOS是 数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机 中的胶卷。 CCD上感光组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 应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号， 就构成了一个完整的画面。 如果分解CCD，你会发现CCD的结构为三层，第 一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及 第三层“感光层”。
相机镜头成像原理图（光学变焦）
•
显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改 变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。 通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头 的焦距。另一种就是改变成像面的大小，即成像面的 对角线长短。在目前的数码摄影中，这就叫做数码变 焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通 过改变成像面的大小来改变视角，从而产生了“相当 于”镜头焦距变化的效果。 • 所以我们看到，一些镜头越长的数码相机，内部的 镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。 我们看到市面上的一些超薄型数码相机，一般没有光 学变焦功能，因为其机身内根部不允许感光器件的移 动。
相机快门开闭原理
相机快门开闭原理
相机是一种用来记录影像的设备，而快门则是相机中一个非常重要的组成部分。
它负责控制光线的进入时间，以及控制快门速度。
相机快门的开闭原理可以用以下几个步骤来解释。
1. 光线的进入
当我们按下相机的快门按钮时，相机的快门会打开，允许光线进入镜头。
在快门打开的瞬间，镜头中的光线会通过透镜系统进入相机内部。
2. 光线的记录
进入相机的光线会通过镜头进入相机内的感光元件，通常是一块称为CCD或CMOS的芯片。
感光元件上有许多微小的光敏元素，可以将光线转化为电信号。
3. 快门关闭
快门的主要功能是控制光线照射感光元件的时间。
当快门打开后，感光元件开始接收光线并转化为电信号。
在设定的快门速度过后，快门会迅速关闭，不再允许光线进入相机。
4. 影像处理
当快门关闭后，感光元件上记录下的电信号被传送到相机的图像处理芯片。
在这里，电信号被转化为数字信息，并经过一系列的处理算法优化和调整。
最终产生一张完整的数字影像。
总结：
相机的快门开闭原理可以归纳为光线进入、光线记录、快门关闭和影像处理四个关键步骤。
通过掌握相机快门的工作原理，我们可以更好地理解快门速度对于摄影效果的重要性。
在日常拍摄中，可以尝试调整快门速度来捕捉动态或静态的场景，以创造出各种不同的影像效果。
数码相机的工作原理
数码相机的工作原理数码相机是一种通过光电转换将图像转化为数字信号的设备。
它利用先进的技术和电子元件，实现了图像的捕捉、处理和存储。
下面将详细介绍数码相机的工作原理。
一、光学系统数码相机的光学系统由镜头、快门和传感器组成。
镜头负责调节光线的进入和聚焦，快门控制光线的暴露时间，传感器负责将光线转换为数字信号。
1. 镜头镜头是数码相机的重要组成部分，它由多个镜片组成，可以使进入相机的光线通过反射、折射和聚焦的过程，尽可能地准确成像。
镜头的质量直接关系到图像的清晰度和色彩还原度。
不同的镜头可以提供不同的焦距和广角效果，满足不同拍摄需求。
2. 快门快门是控制光线进入传感器的时间的装置。
它位于镜头和传感器之间，通过快门的开合来控制暴光时间。
当按下快门按钮时，快门打开，光线进入传感器；当快门关闭后，光线停止进入传感器，曝光完成。
快门速度的调整可以影响到照片的亮度和锐度。
3. 传感器传感器是数码相机最核心的部件之一，其作用是将光信号转换为电信号。
目前常用的传感器类型有CMOS和CCD两种。
它们在工作原理上略有不同，但都能够将光线转化为电荷信号，并通过ADC（模数转换器）将电荷转换为数字信号，以供后续图像处理、压缩和存储。
二、数字处理系统数码相机的数字处理系统负责处理和优化从传感器获取的数字信号，包括图像处理、色彩校正、降噪和压缩等。
1. 图像处理图像处理是数码相机中重要的环节，它对传感器采集的原始图像进行优化和改善。
常见的图像处理技术包括锐化、对比度调整、亮度平衡、降噪、白平衡等。
这些处理能够提升图像的细节和清晰度，使得拍摄的照片更加真实和生动。
2. 色彩校正色彩校正是为了保证图像的色彩准确和还原度，消除因光线条件和传感器特性带来的色偏。
数码相机通过分析图像中的颜色分布和色彩信息，对原始图像进行校正和调整，使得照片呈现自然饱满的色彩效果。
3. 图像压缩由于图像数据量庞大，数码相机通常会采用图像压缩算法来减小文件体积，方便存储和传输。
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数字相机的快门结构
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数字相机(DC/DSLR等)的快门结构和传统相机有所不同，除了机械快门以外，还存在电子快门，实际上是二者的混合体。
我写这篇文章大概介绍一下数字相机的快门结构，希望能抛砖引玉。
要讨论数字相机的快门结构，首先先要了解一下数字相机的结构分类，根据成像原理不同，数字相机大概有以下几类：
1、面阵型数字相机；
2、线阵型数字相机；
3、单次俘获型数字相机；
4、三次俘获型数字相机；
面阵型数字相机使用的感光材料有比较大的面积，通常为矩形，常见的尺寸有1/4"CCD，1/3"CCD，1/2"CCD，2/3"CCD等等，曝光时一次完成。
大多数DC/DSLR都是采用这种结构。
线阵型数字相机使用的感光材料是条状的，感光单元拍成一列，工作时通过CCD的移动来一行一行的进行拍摄过程。
这种结构可以通过步进电机作到很高的分辨率，但无法拍摄运动的物体，而且要求照明光源稳定。
我们常见的扫描仪就是这种线阵结构，实际上还有这种结构的大画幅的数字后背(如用于4 x 5机背取景相机的)；
单次俘获型数字相机有两种结构，单CCD和3CCD型。
单CCD是通过感光材料面阵上的CFA(Color Filter Array)来实现彩色的俘获过程，因为二纬成像器件本身只能俘获黑白影象，通过分布在每个像素上的R、G、B滤色片来进行感光，感光后通过软件合成出彩色影象。
如常见的Bayer滤镜就是一种CFA。
3CCD采用彩色分光棱镜进行分色，分色后的不同波长的影象用3块感光材料分别记录，再通过软件进行合成。
这种方式的优点是色彩还原较好，但如果3个通道的信号处理不好会造成套色不准。
其结构如下图所示意：
以上是数字相机的几种大概的结构，下面再介绍一下数字相机的快门结构。
数字相机可以用集成在成象器件上的全电子快门来控制曝光时间，同时很多的相机还同时具有机械快门，而很多电子快门速度可以达到us 级别。
电子快门主要有3种类型：
a 、行间快门(Interline Shuttle)
b 、帧转移快门(Frame Shuttle)
c 、全帧转移快门(Full Frame Shuttle)，也有叫狭缝式电子快门的。
对于无论上述哪一种快门结构，都是和感光材料的结构密切相关的，即感光材料的结构决定了可以采用哪一种快门结构。
所以下面的讨论中将结合的描述。
对于行间快门，感光材料实际上分为感光区(light-sensitive cell)和遮光存储区(shaded shift registers)，示意图如下：
行间快门的遮光区存储单元和感光单元一一对应，都分布在感光平面上。
曝光开始以前，像素上的信息不被记录，当系统发出复位信号以后，像素上的信息被清除，并记录暗电流信息，然后系统开始曝光。
曝光时间到达后，感光区上的信息被迅速转移到对应的遮光存储单元内，然后感光区复位，准备下一次曝光。
这些过程只需要一个时钟周期。
再下一次曝光开始前，存储区的信息再转移到DSP电路中，经过处理后存储到数字相机的存储介质中。
曝光流程如下图所示意：
对于帧转移快门，感光材料也存在着感光区和存储区，但位于两个不同的位置。
这种感光材料的实际面积要2倍于行间快门结构的感光材料，所以CCD的感光平面上都是像素感光单元，感光灵敏度可以很
高。
但这种结构的缺点是一个时钟周期内，像素的信号只能传递出去一次，所有像素的信息传递需要n个(n为感光材料的垂直分辨率)周期才能完成传递过程，因此速度受到一定的影响。
这种快门的曝光流程如下图：
最后要说的是全帧转移快门，也有叫做狭缝式快门的。
采用这种快门结构的感光材料，最大的特点是不再象行间快门和帧转移快门那样具有和感光单元对应的存储单元。
曝光仍然通过复位时钟来控制，信号的读出是通过位于各列像素之间时钟信号的配合，通过列放大器直接输出。
由于不存在存储过程，信号通过开关电路直接转移，因此可以作到很好的快门速度。
目前高像素值的DC/DSLR 和对速度迟滞要求高的产品均采用的是这种结构的传感器/快门结构。
如Olympus 的E-20。
但由于没有找到Canon 的DSLR 相关的资料，所以我不知道是否1DS 或10D 也采用类似的结构。
该快门结构示意图如下：
曝光流程如下图所示意：
在step1时，当相机机械快门关闭后电荷转移到水平输出寄存器内；在step2时，串行输出电荷。
全帧转移快门(狭缝快门)的曝光过程是逐点传输的，严格的讲各个像素不是同时曝光。
当快门速度非常高时拍摄运动的物体时，将产生如同传统相机焦平面快门的狭缝变形。
需要通过DSP来进行修正。
但这种快门因为结构简单，可以简化制造过程和降低成本，速度也比较快，已经成为一种发展的趋势。
最后讨论一下机械快门在数字相机中的作用。
在数字相机中保留机械快门的目的之一是可以记录感光材料的暗电流信息。
数字相机的机械快门和传统相机是不一样的，平时是打开着以便电子取景器取景。
再曝光前再关闭，复位感光器件上的存储信息，并记录各个像素的暗电流资料。
接下来进行曝光。
机械快门开启，曝光结束后关闭机械快门，将曝光数据进行DSP处理。
流程如下：
上无忌很久了，没做什么贡献，以前是搞电子的，对这些东西还有些了解，所以今天利用业余时间写了以上一点东西，还很粗糙，希望得到高手的指正和有益的探讨。
补充一点，记录暗电流的作用主要是进行黑色补偿。
光电器件在没有任何光线照射时也存在着一点的暗电流，输出一定的光电信号，这个值相当于胶片的灰雾密度。
通过在曝光前遮光记录暗电流的数值，再在曝光后的图象中减去相应的暗电流信息，可以提高感光器件的宽容度和减少噪声。