浅谈相机的对焦原理

相机镜头无论结构多么复杂，实际上都可以被视为一片凸透镜，从基本的光学原理我们可以看到，凸透镜轴心以外无论什么方向来的光线，在通过凸透镜后，都会被折射，而交汇于一点，这些光线的交会点被称为焦点，通常将能够清晰成像位置上所有点组成的平面叫做焦平面，对于那些处在焦平面的物体，相机都能清晰的拍摄下来，而离焦平面前后越远的景物，图象就越模糊。

一、手动及自动对焦原理

对于离镜头远近不同的物体，通过镜头后要在固定的位置清晰成像就需要进行对焦（调焦）。直观来说当镜头调好焦距后，被摄体就会特别清晰。传统相机绝大部分镜头的对焦方式都是改变菲林面与镜片之间的距离，在取景时若人为用手来调整此距离就被称为手动对焦方式。数码相机镜头在光学原理上与传统相机没有任何不同，只不过在焦平面处将菲林换成了CCD而已。

在相机发明后的大部分时间中，都采用手动对焦的方式，直到本世纪六十年代后期，微电子技术大发展并在相机上加以应用后，才出现自动对焦的概念。相机自动对焦是一个复杂的光电一体化的过程，简单说其基本原理是将物体反射的光让相机上的光电传感器接受，通过内部智能芯片处理，带动电动对焦装置进行对焦。

目前大多数数码相机的自动对焦，都采用被动式：即直接接收分析来自景物自身的反光,利用相位差原理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。对具有一定亮度和反差的被摄体能理想的自动对焦，在逆光下也能良好的对焦，且能透过玻璃等透明障碍物对焦。

个别高档数码相机也同时结合了主动式自动对焦方式，即相机上有红外线或超声波甚至激光发生器，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，其光学原理类似三角测距对焦法。主动式对焦由于是相机主动发出光或波，所以可以在低反差、弱光线下对焦，而且对细线条的被摄体和动体都能自动对焦。恰好弥补了被动式自动对焦的不足。

内对焦镜头

另外还要提到的一点是，现在大多数自动对焦镜头都为内对焦镜头（internal focusing）。普通镜头对焦时是将镜头旋离胶片，使镜头筒延长。内聚焦镜头对焦时，是装于镜头筒内的部件移动聚焦，镜头筒没有延伸变化。

二、数码相机自动对焦技术

我们购买使用数码相机时，不仅应关注其CCD像素多少、曝光方式、附加功能等，也应该关注其采用了哪些自动对焦技术。

数码相机中最常见和简单的自动对焦方式是中央单点对焦。即将画面中心部分作为对焦区域，一般在数码相机的取景器（或液晶显示屏）中央有红色的标志“[ ]”。这个区域称为AF区域。中央单点对焦能适应大多数拍摄情况，但要求要把对焦目标放进AF区域内，也存在很大的局限，因为我们在构图时需要聚焦的主体不一定总在画面的中心区域。因此现在很多较高级的数码相机都支持多点自动对焦。比如佳能S80就支持多达9点的人工智能自动对焦（AiAF）。

对于多点自动对焦也不能一概而论，我们还要分清其对焦点是否能手动选择。在多点自动对焦的基础上，现在还有产品采用了更为高级的FlexiZone AF/AE技术，即可以在全画面任意位置手动选择对焦点，这无疑大大扩展了画面的对焦区域和构图的灵活性，使用FlexiZone AF/AE技术，即使取景器画面中的焦点的位置及曝光重点偏离中心甚至在边缘，相机也可以完全控制。这一自动对焦技术，完全超越了传统相机的固定式多点自动对焦。

佳能 EOS-1D Mark III 对焦系统

现在数码相机越来越重视自动对焦功能，尤其是几家传统相机的生产商，将传统单反相机中的高级自动对焦技术也应用在数码相机中。比如尼康很早前就将其5点智能对焦技术用于其数码相机中。而美能达F100是世界上第一部支持区域自动对焦、景物跟踪自动对焦以及自动数码预置程序对焦功能的数码相机。区域自动对焦和景物跟踪自动对焦功能使相机能够通过三维空间为拍摄提供相当精确的对焦操作。如果要拍摄移动景物，则可以激活景物跟踪对焦系统，激活的自动对焦传感器可以显示对焦框并随着景物的运动而移动。这部相机还支持自动数码预置程序对焦功能，可自动在五种预置程序中选择最合适的对焦模式，使曝光操作和图象处理效果达到最优。

此外有些数码相机（如佳能S80）还具有特殊的“包围对焦”功能。对于选定的焦点，可拍摄3张照片，一个在选定焦点之前，一个在选定焦点之后，特别适合于难以精确对焦的微距摄影。佳能相机还有连续的AF模式，使得相机能够自动连续聚焦，而无须中途按下快门释放按钮，连续的AF模式对拍摄移动的目标非常有用。而索尼 F717/F828的激光全息对焦技术 (Laser light illumination)能在完全在黑暗的环境中进行对焦，获得清晰的画面。

由于目前大多数消费级数码相机不具备多点自动对焦功能，这里再谈一下对于不具备多点对焦功能的产品，我们可以使用对焦锁定功能进行弥补。即在半按快门的同时，使主体处在AF区域内，这时就锁定了被聚焦物体的位置。然后，一直保持半按住快门按钮，重新构图，再按下快门即可拍到所选择主体清晰的画面。而且大多数产品在锁定对焦的同时，也锁定曝光量，确保用户能够得到对焦及曝光都正确的照片。

三、数码相机手动对焦的应用

随着电子技术的发展，自动对焦技术也得到了极大的发展，能够适应绝大多数拍摄情况，但不论现在数码相机上的自动对焦技术多么先进，由于现实的拍摄环境及对象千变万化，自动对焦总有失误和难以胜任的时候。我们还离不开完全由人工控制的手动对焦。比如采用被动式对焦技术的产品，对细线条的被摄体自动对焦较困难，在低反差，弱光下的对焦也很困难。而采用主动式对焦技术的产品也存在当被摄体能吸收光或波时的对焦困难，还存在透过玻璃对焦困难等缺点。因此是否具备手动对焦功能，是衡量一台数码相机功能完善与否的重要标准。

由于数码相机本身是光电一体化的电子产品，因此与传统相机不同，在数码相机上自动对焦方式应用非常广泛，反而有很多产品都不具备完善的手动对焦功能。即使有也和传统相机上采用的双影合一连动测距、裂像式微棱等辅助手动对焦不同，大多数数码相机（专业型单反数码相机例外）的手动对焦实际上仍为原始的目测估算距离的对焦方式。即估算出被摄体的大致距离后，用按纽设定对焦距离。只有美能达A2、索尼F828等个别准专业数码相机可以使用镜头上的对焦环进行手动对焦。此外理光的GX等数码相机能够通过机身按钮直接连续对焦，也比较有特色。另外在手动对焦时由于数码相机的液晶显示屏通常较小，而且像素数也较少，因此很难精确地检查对焦是否清晰，好在有些数码相机可以放大液晶显示屏上的图像来检测对焦状况。

有一些低档数码相机并不具备任何对焦功能，但同样能在大多数情况下拍摄出清晰的画面。要谈这个问题，首先讲一下“景深”的概念：因为“清晰”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做“景深”。对于短焦距、小光圈的镜头景深比较大，人们就称对焦点前后的能清晰成像的距离为超焦距。数码普通傻瓜相机和一些低档数码相机，

就利用了短焦镜头在一定距离之后的景物都能比较清晰成像的特点（超焦距），省去了对焦功能，降低了产品成本。普通民用数码相机CCD面积大大小于35毫米胶片，因此在同样焦距和光圈下，数码相机的景深也要大不少，一方面使利用超焦距的成功率大大提高，另一方面也使得用数码相机拍出浅景深作品很难。

灵活使用数码相机的手动对焦功能除了可弥补自动对焦的不足外，还有很多其他应用。比如使用手动对焦配合超焦距的应用，可以方便的抓拍动态景物，在拍摄无限远画面及微距拍摄时往往也要用到手动对焦，使用手动对焦还能提高数码相机的反应速度。因此灵活应用手动对焦也是我们使用数码相机应该掌握的重要技巧。

照相机的组成及工作原理

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/cd17293774.html,）照相机的组成及工作原理照相机简称相机，是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备。很多可以记录影像设备都具备照相机的特征。一、照相机的组成镜头取景器快门和光圈输片计数机构机身二、照相机的工作原理照相机品种繁多，按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等；按照相胶片尺寸，可分为110照相机(画面13×17毫米)、126照相机(画面28×28毫米)、135照相机(画面24×18，24×36毫米)、127照相机(画面45x45毫米)、120照相机(包括220照相机，画面60×45,60×60,60×90毫米)、圆盘照相机(画面8.2x10.6毫米)；按取景方式分为透视取景照相机、双镜头反光照相机、单镜头反光照相机。三、照相机的分类划分 1、照相机根据其成像介质的不同

可以分为胶片相机与数码照相机以及宝丽来相机。胶片相机主要是指通过镜头成像并应用胶片记录影像的设备。而数码照相机则是应用半导体光电耦合器件和数字存储方法记录影像的摄影设备，有使用方便，照片传输方便，保存方便等特点。宝丽来相机又称一次成像相机，是将影象直接感光在特种像纸上，可在一分钟内看到照片，合适留念照等。 2．按照相机使用的胶片和画幅尺寸可分为35mm照相机(常称135照相机)、120照相机、110照相机、126照相机、中幅照相机、大幅照相机、APS相机、微型相机等。135照相机使用35mm胶片，其所拍摄的标准画幅为24mm X 36mm，一般每个胶卷可拍照36张或24张。 3．按照相机的外型和结构可分为平视取景照相机(VIEWFINDER)和单镜头反光照相机（单反相机）。此外还有折叠式照相机、双镜头反光相机、平视测距器相机(RANGFINDER)、转机、座机等等。 4．按照相机的快门形式可分为镜头快门照相机(又称中心快门照相机)、焦平面快门照相机、程序快门照相机等。 5．按照相机具有的功能和技术特性

照相机成像原理和构造

照相机成像原理和构造光博会后看到照相机后的观后感，了解照相机原理及构造，以下资料来自专业人士介绍以及所学工程光学教材知识。照相机的镜头是一个凸透镜，来自物体的光经过凸透镜后，在胶卷上形成一个缩小、倒立的实像。胶卷上涂着一层感光物质，它能把这个像记录下来，经过显影、定影后成为底片，用底片洗印就得到相片。照相时，物体离照相机镜头比较远，像是倒立、缩小的。照相机是用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像，经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性的影像,这种技术称为摄影术。

最早的照相机结构十分简单，仅包括暗箱、镜头和感光材料。现代照相机比较复杂，具有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、输片、计数、自拍等系统，是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品。 1550年，意大利的卡尔达诺将双凸透镜置于原来的针孔位置上，映像的效果比暗箱更为明亮清晰；1558年，意大利的巴尔巴罗又在卡尔达诺的装置上加上光圈，使成像清晰度大为提高；1665年，德国僧侣约翰章设计制作了一种小型的可携带的单镜头反光映像暗箱，因为当时没有感光材料，这种暗箱只能用于绘画。 1822年，法国的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一张照片，但成像不太清晰，而且需要八个小时的曝光。1826年，他又在涂有感光性沥青的锡基底版上，通过暗箱拍摄了一张照片。 1839年，法国的达盖尔制成了第一台实用的银版照相机，它是由两个木箱组成，把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦，用镜头盖作为快门，来控制长达三十分钟的曝光时间，能拍摄出清晰的图像。 1860年，英国的萨顿设计出带有可转动的反光镜取景器的原始的单镜头反光照相机；1862年，法国的德特里把两只照相机叠在一起，一只取景，一只照相，构成了双镜头照相机的原始形式；1880年，英国的贝克制成了双镜头的反光照相机。随着感光材料的发展，1871年，出现了用溴化银感光材料涂制的干版，1884年，又出现了用硝酸纤维(赛璐珞)做基片的胶卷。随着放大技术和微粒胶卷的出现，镜头的质量也相应地提高了。1902年，德国的鲁道夫利用赛得尔于1855年建立的三级像差理论，和1881年阿贝研究成功的高折射率低色散光学玻璃，制成了著名的“天塞”镜头，由于各种像差的降低，使得成像质量大为提高。在此基础上，1913年德国的巴纳克设计制作了使用底片上打有小孔的、35毫米胶卷的小型莱卡照相机。不过这一时期的35毫米照相机均采用不带测距器的透视式取景器。1930年制成彩色胶卷；1931年，德国的康泰克斯照相机已装有运用三角测距原理的双像重合测距器，提高了调焦准确度，并首先采用了铝合金压铸的机身帘快门。

数码相机的基本操作

（三）数码相机的基本操作 1．安装存储卡使用数码相机拍照之前，首先要把存储卡插入相机内（存储卡内置型除外）。 2. 安装电池打开相机的电池盖，确定电池方向，将电池推入，注意极性相对。 3. 打开电源转动电源开关，打开相机。 4. 拍摄模式的选择数码照相机一般分有自动、运动、夜景、风景、特写、录像等几档的模式转换开关，拍摄前必须根据拍摄主题的需要选择相应的模式。 5．拍摄状态设定数码相机在拍摄之前，可根据需要通过功能菜单进行各种工作状态设置，这些设置将直接影响所拍照片的质量。（1）设置分辨率分辨率指影像所含像素的多少。像素越多，分辨率越高，影像效果越清晰，但文件的容量也会越大。大多数数码相机都提供多种分辨率可选择，拍摄时究竟该用什么分辨率，取决于对画面的质量要求以及拍摄的目的，一般有以下几种情况：如拍摄的数码影像文件最终要通过打印或其他方法得到高质量照片、精美印刷品，则应以最高分辨率拍摄。如拍摄的画面通过计算机显示器观看，或通过投影机投影，则拍摄分辨率可根据计算机显示器的分辨率或投影机的分辨率而定，应力求使拍摄画面的分辨率与这些设备的分辨率相吻合。如拍摄的画面主要是供上网传输，考虑到显示器的分辨率和目前上网传输的速率都不是很高，大的影像文件上网传输需要很多的时间，因此拍摄分辨率不宜太高。（2）设置感光度感光度是表示图像传感器对光的灵敏度。感光度越高，对光线就越敏感，但是其影像颗粒越粗，分辨景物的细微部分的能力越差。选择感光度，应根据用途和拍摄环境来选：室外光线强，可选用中速感光度（ISO100）；室内光线较暗或高速运动的物体，宜选用高速感光度（ISO400）；需放大型照片的，宜选用低速感光度（ISO50）。（3）设置闪光灯数码相机常见的闪光灯模式有四种状态：自动、强制、关闭和防红眼。 ①“自动”闪光状态：无论在任何时候，当光线不足时数码相机将会自动测试拍摄环境的光线强弱，并且将根据当时选定光圈的大小、快门速度的快慢和测得的环境光线数值，决定是否使用闪光灯和闪光灯输出多少光量。

数码相机的成像原理

1.1 数码相机的成像原理在对数码相机的特点和基本组件了解之前，下面来了解一下数码相机是如何工作的，这有利于更好地理解和掌握相机的各项关键参数，深入了解相机的性能。当打开相机的电源开关后，主控程序芯片开始检查整个相机，确定各个部件是否处于可工作状态。如果一切正常，相机将处于待命状态；若某一部分出现故障，LCD屏上会显示一个错误信息，并使相机完全停止工作。当用户对准拍摄目标，并将快门按下一半时，相机内的微处理器开始工作，以确定对焦距离、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后，光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上，这种CCD/CMOS半导体器件代替了传统相机中胶卷的位置，它可将捕捉到的景物光信号转换为电信号。此时就得到了对应于拍摄景物的电子图像，由于这时图像文件还是模拟信号，还不能被计算机识别，所以需要通过A/D（模/数转换器）转换成数字信号，然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转换为特定的图像格式，常用的用于描述二维图像的文件格式包括Tag TIFF（Image File Format）、RAW（Raw data Format）、FPX（Flash Pix）、JFIF（JPEG File Interchange Format）等，最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格式存储到内置存储器中，那么一张数码相片就完成拍摄了，此时通过LCD（液晶显示器）可以查看所拍摄到的照片。前面只是简单介绍了其大致的过程，下面结合图1-1来详细地介绍相片成像的整个过程。图1-1 成像原理示意图（1）当使用数码相机拍摄景物时，景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到CD上。（2）当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发而释放出电荷，生成感光元件的电信号。（3）CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。（4）经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC，由ADC将电信号（模拟信号）转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比，这些数值其实也就是图像的数据。（5）此时这些图像数据还不能直接生成图像，还要输出到DSP（数字信号处理器）中，在DSP中，将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理，并编码为数码相机所支持的图像格式、分辨率，然后才会被存储为图像文件。（6）当完成上述步骤后，图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。 1.2 数码相机的基本部件无论是哪种款式的数码相机，大都包括图1-2、图1-3出示的基本组件。

照相机工作原理

五、镜头现在我们来探究一下照相机的工作原理,并从镜头开始深入学习一些基本部件的详细知识. 光线沿直线传播,通过被称作孔径的圆孔投射到胶片上. 镜头并不是胶片成像所必需的,正如前面已经提及的针孔照相机,其工作时就没有镜头.来自被摄体的光线通过一个微小的针孔进入不透光的盒子,如上图所示,并在胶片上形成一幅倒立的影像. 考虑到针孔照相机的工作特性如此之简单,因而其产生的影像应该说是相当令人满意了,但并不能算是足够好的,原因如下: 1. 即使在最好的环境条件下,胶片上所形成的影像也不是非常的清晰. 2. 由于通过针孔所进入的光量只是很少的一部分,因此充分的胶片曝光往往需要很长的时间,有时会

长达数小时. 而镜头会解决这些问题: 1. 镜头能聚焦光束,可以在胶片上产生清晰的影像. 2. 镜头允放接纳大量的光线,只需若干分之一秒的很短时间即可获得适当的曝光. 如上图所示,镜头的孔径比针孔大很多倍,所以在确定的一段时间内,允许更多的光线进入照相机. 什么是镜头的基本功能所有镜头具备的基本功能都是相同的,即让光线进入照相机并聚焦光线在胶片上形成清晰的影像. 什么是固定焦点照相机有些照相机的镜头是固定的,即它不能够与照相机分开,不能够更换,甚至不能前后移动.它被永久地

固定在适当的位置上.老式的柯达布朗尼照相机、某些最简单的"瞄准就拍"的照相机以及所有一次性使用的照相机都属于这种类型，它们被称为固定焦点照相机。使用这种照相机可以拍摄远于某个确定距离（比如4英尺以外）的所有景物并得于相当清晰的照片。什么是可变焦点照相机大多数照相机的镜头都可以前后移动，对一定范围内不同距离的物体进行聚焦。这些照相机就被称为可变焦点照相机。摄影者可以通过调理可变焦点镜头的位置，使镜头最小聚焦距离以外任意距离的被摄体都产生最清晰影像。例如，前后移动镜头就可以分别对12英寸、3英尺或20英尺远的景物进行聚焦。什么是自动聚焦照相机有些照相机是靠计算机微处理器芯片控制镜头内的微电机自动完成聚焦任务的。其典型的工作过程如下：当把快门按钮按下一半时，镜头筒就会自动地转动直至画幅中央任意物体所形成的影像完全清晰为止。很多高级的"瞄准就拍"式照相机和单镜头反光照相机都具有自动聚焦功能。大多数这样的单镜头反光

数码相机拍摄技巧

1.传统傻瓜相机那样只管按快门就拍照的方式来使用的话，会失去很多使用数码相机的乐趣，因此写出本文的目的就是给大家介绍一下数码相机的主要拍摄模式，以便大家在使用数码相机的过程中能够充分发挥自己的创意，拍出更加漂亮的照片。 2.说到数码相机的拍摄模式，大家可以很直观地在相机的顶上看到一个“模式拨盘”，从这个拨盘上大家就可以看到这款相机的基本拍摄模式。 3.接下来，我们再来看看这个模式拨盘上面所提供的模式，如上图所示，模式拨盘可以分为“基本拍摄区”、“创意拍摄区”和一个全自动拍摄模式（在许多相机上被标注为“Auto”）三部分。

4.人像和夜景人像模式：这两个模式都是适合于人像拍摄，相机自动会使用加强背景虚化的参数设定，使用上非常方便。其中夜景人像模式主要是要采用内置闪光灯照亮被摄物体，而其它方面与人像模式没有什么区别。 5.风光模式：这种模式下，相机会自动使用景深较大的参数，以便拍摄风景。微距模式：这种模式是数码相机最常使用的模式之一，比如拍摄产品等需要很近距离拍摄的情况。运动模式：在运动模式下，相机一般会自动提高ISO感光度，以保证足够快的快门速度，同时还会采取连续自动对焦的方式，保证被摄物体的清晰。 6.创意拍摄区：创意拍摄区顾名思义就是用来搞摄影创作的，不过对于广大数码相机影用户来说，这里的创作并非是要求像专业摄影师那样的创作，更多的是一种自我发挥，也就是想怎么玩就怎么玩，再加上数码相机的即拍即得特性，用好了创意拍摄区的功能，你一定会体会到数码相机的无穷乐趣。 7.P 程序自动AE（程序自动曝光）：这个模式粗看起来与基本拍摄区的Auto全自动模式有些雷同，但实际上P模式的“自动”一般仅仅是对于光圈和快门配合的自动，也就是说光圈和快门的参数由相机自动设置，以保证足够的曝光量，从而保证照片的正确曝光，而对于ISO感光值、自动对焦点选择、曝光补偿、闪光灯的开启/关闭等功能都是可以自己设定的，这些在Auto模式中一般是不能变动的，所以P模式其实应该是稍微有点摄影常识的用户最主要的使用模式，并且这个模式比较适合快速的抓拍情况。

相机工作原理

工作原理在单反数码相机的工作系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的，一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器（EVF）看到所拍摄的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。从取景器中看到的影响是通过：一次反射（面镜）、二次全反射（五菱镜）CCD获取图像信息是当拍摄的瞬间面镜弹起来，然后打开快门暴光的。在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件（CCD或CMOS）前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线便投影到感光原件上感光，然后后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致，十分有利于直观地取景构图。单反相机取景器单反相机的取景器称为TTL（Through The Lens）单反取景器。这是专业相机上必备的取景方式，也是真正没有误差、通过镜头的光学取景器。这种取景器的取景范围可达实拍画面的95%。惟一缺点就是如果镜头过小，取景器会很暗淡，影响手动对焦。不过现在都具备自动对焦，这一点已无大碍。当然，如用了TTL单反取景器，为了不使取景器过暗，厂家自会用大口径高级镜头，所以目前单反相机的镜头普遍较大，就是这个因素造成的。从取景器中看到的影响是通过：一次反射（面镜）、二次全反射（五菱镜）CCD获取图象信息是当拍摄的瞬间面镜弹起来，然后打开快门暴光的。反光镜的翻起动作带来了一些问题：拍摄照片的瞬间，取景器会被挡住。由于被遮挡的时间只是刹那间的事情，因此这对于立即复位的反光镜来说并不是什么主要问题。但是，又引出了一些偶然性问题。例如，在使用频闪光拍摄时，将不能通过取景器看到频闪装置是否闪光正常。反光镜运动的噪声。这在需要安静的场所这可能会成为重要问题。由于测距取景式照相机中没有突然阻挡光路的移动反光镜，所以不会产生这种噪声。相机的震动，即由反光镜的翻起动作所造成的照相机整体的运动。假设用1/500秒的快门速度进行拍摄，那么不必担心。这种震动不至被察觉。但是，如果以较低的快门速度拍摄一幅精确照片的话，比如在微弱的光线下使用远摄镜头进行拍摄时，这种震动对成像就可能很成问题。使用SLR取景还存在另一个问题。比如我们想使用f/32这样的小光圈进行拍摄，而光圈f/32允许进入镜头的光线是非常微弱的，这会导致取景器中看到的影像也很暗淡，可能会难以聚焦。单反相机主要特点单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。单反就是指光线直接照到取景器上，而不用通过棱镜的反射! 光线损失的少!

佳能数码相机消费者行为分析

一行业背景随着国内经济的发展和人们生活水平的不断提高，国内数码相机的市场为所有数码相机生产厂家展现了无限的发展空间和商机。对于一个具有13亿人口并且正在发展中的国家，对于任何数码相机生产厂家而言，不得不是巨大的、无法抗拒的诱惑。作为是世界上最大的生产数码照相机的最大生产商----佳能。中国市场是公司的主要发展领域。所以研究调查佳能公司的消费者行为十分的必要。中国数码相机市场中、美、日、韩四国品牌关注比例的走势对比显示，日本品牌逐渐牢固掌握中国数码相机市场主导权，其领先地位暂时无人可以撼动。佳能、索尼和尼康掌握数码相机核心技术，在消费数码相机和单反数码相机市场拥有全方位优势中国数码相机市场日本品牌以佳能、索尼、尼康为首，包括松下、富士、奥林巴斯、理光、宾得、卡西欧、三洋和爱普生。美国品牌以柯达为首，包括惠普和通用电气。韩国品牌以三星为首，包括尼柯。中国品牌主要包括爱国者、明基、TCL和联想。在消费者购买数码相机品牌方面，排前十位的品牌中日本品牌占据7位，是数码相机市场的绝对领袖，而非日本品牌中仅有三星、柯达两个品牌排位较高，以上结果显示了日本品牌在光学领域不可撼动的霸主地位，韩国三星和美国柯达均占有一席之地，而本土品牌由于进入市场时间较短，技术水平相对较低和品牌影响力小，因此排名均比较靠后2008年第二季度佳能夺得了市场33.9%的关注份额，位居榜首，遥遥领先于其他品牌。索尼名列第二，占20.1%的关注份额二关于佳能佳能自1937年创业以来，始终以创造世界一流产品为奋斗目标，积极推动事业向多元化和全球化发展，努力成为全球优良企业集团。佳能的中国事业始于上个世纪70年代末。从最初的技术合资到独资建厂再到成立销售公司，经历了多种营销模式的探索。经过20多年的不断努力，佳能在中国的事业已涉及照相机、复印机、打印机、传真机、扫描仪、投影仪等诸多项领域。其中最为突出的就是数码相机领域，佳能数码相机在全球范围内一直被誉称为“行业老大”。1997年3月，佳能（中国）有限公司成立并为现地法人，全面负责佳能在中国事业发展的各项工作。迄今为止，佳能在中国市场已基本建成包括3大领域在内的16家分公司、2家常设办理处及1家培训中心组成的销售服务网络。随着中国正式加入世界贸易组织，佳能（中国）有限公司在新的中国长期发展战略的指导下，已经发挥出来越关机的领军作用。三决策分析 (一)问题认知随着国内消费水平的不断提升，数码相机已迅速成为了拥有量最高的数码产品之一。时尚型家用产品凭借合理的价格定位和小巧的体积，近几年来已迅速在消费级市场红火起来。不断的推出新的外观造型和众多先进及时的加入，更是吸引了不少年轻用户关注的目光。因而数码相机不再是冷冰冰的数码产品较为全面的功能也能满足一般家庭的拍摄需求，许多机型还拥有上千万的有效像素和光学防抖系统，配置了大尺寸液晶触摸屏，为追求个性的人士赚足了面子，所以消费者对数码相机的需求也逐渐上升。由于老式照相机有着很大的不足，带来很多的不变。和高科技产品计算机的普遍应用。数码照相机也越来越普遍。这些刺激形成都买欲望，更多的消费者对数码相机更为需求，意识到要购买数码相机。（二）信息搜集经过分析调查发现消费者在考虑购买数码相机的时候，通常会收集信息。了解佳能的信息。经过调查，一般分为两大方面内部信息和外部信息来源。内部信息又叫做记忆来源，主要是因为个人经验购买佳能数码相机；外部信息来源是主动获取的，通过调查分析：佳能数码相机的消费者搜集信息的渠道分为十一类，

数码相机的各组成部分及基本功能

数码相机的各组成部分及差不多功能图1是一个典型的数码相机，前面是它的镜头盖，镜头盖是用来爱护镜头的。同时，它和电源开关连动，在使用时将它打开，如此便会自动加上电源。图1 典型的数码相机

打开镜头盖之后，如图2所示，前面是镜头部分，那个镜头是变焦镜头。在拍摄时将镜头对准景物，景物的图像就会射入数码相机的内部。在镜头的后面设有CCD图像传感器，它会将光图像变成电信号进行处理，然后记录到存储卡上。数码相机的闪光灯部分，是用来在被拍摄景物比较暗的情况下，将景物照亮的。图2 数码相机的镜头、闪光灯等部分

在数码相机的背面是它的取景器、液晶显示屏以及操作面板（操纵键钮），如图3所示。图3 数码相机的背面

在拍摄时，通过取景器来观看和取景，以便得到比较好的画面，同时，在液晶显示屏上能够显示出要拍摄的画面。通过对液晶显示屏的观看，能够了解所要拍摄的景物目标，由于液晶显示屏耗电量比较大，因此为了省电能够关闭液晶显示屏，直接用取景器来观看所要拍摄的目标。选定目标之后，就能够通过位于相机上方的变焦钮，来对所拍摄的景物进行放大和缩小，以便取得合适的镜头。在变焦钮旁边的是拍摄钮，拍摄钮是在选取好景物以及调整好镜头之后，按一下就能够拍摄出一幅照片。在数码相机的侧面，如图4所示，上面是数据接口，它能够直接将数码信号送到计算机里面进行处理。在数据接口的下方是存储卡装入插口，装入存储卡之后，就能够将数码照片存储到存储卡上，取出存储卡，就能够进行交换或者是输出数据。

图4 数码相机的数据接口、存储卡插口以及电池仓位于存储卡装入插口旁边的是电池仓，假如外出使用时，直接将电池装入那个仓中，然后将电池仓锁紧即可。注意，要使用性能良好的电池，因为数码相机的耗电比较大。

照相机的工作原理

照相机的工作原理照相机简称相机，是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备。很多可以记录影像设备都具备照相机的特征。医学成像设备、天文观测设备等等。照相机是用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相镜头（摄景物镜）和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像，经冲洗处理（即显影、定影）构成永久性的影像，这种技术称为摄影术。分为一般的照相与专业的摄像。照相机品种繁多，按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、数码照相机文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等；按照相胶片尺寸，可分为110照相机(画面13×17毫米)、126照相机(画面28×28毫米)、135照相机(画面24×18，24×36毫米)、127照相机(画面45x45毫米)、120照相机(包括220照相机，画面60×45,60×60,60×90毫米)、圆盘照相机(画面8.2x10.6毫米)；按取景方式分为透视取景照相机、双镜头反光照相机、单镜头反光照相机。

任何一种分类方法都不能包括所有的照相机，对某一照相机又可分为若干类别，例如135照相机按其取景、快门、测光、输片、曝光、闪光灯、调焦、自拍等方式的不同，就构成一个复杂的型谱。照相机利用光的直线传播性质和光的折射与反射规律，以光子为载体，把某一瞬间的被摄景物的光信息量，以能量方式经照相镜头传递给感光材料，最终成为可视的影像。照相机的光学成像系统是按照几何光学原理设计的，并通过镜头，把景物影像通过光线的直线传播、折射或反射准确地聚焦在像平面上。摄影时，必须控制合适的曝光量，也就是控制到达感光材料上的合适的光子量。因为银盐感光材料接收光子量的多少有一限定范围，光子量过少形不成潜影核，光子量过多形成过曝，图像又不能分辨。照相机是用光圈改变镜头通光口径大小，来控制单位时间到达感光材料的光子量，同时用改变快门的开闭时间来控制曝光时间的长短。从完成摄影的功能来说，照相机大致

数码相机的结构及工作原理

一、数码相机的组成:镜头、图像传感器、AD转换器、CPU、存储芯片、LCD: 作用: 1、镜头:数码相机镜头作用与普通相机镜头作用相同。取景。分类:变焦镜头、定焦镜头。 2、图象传感器:(1)、作用:将光信号转变为电信号。图象传感器是数码相机的核心部件,其质量决定了数码相机的成像质量。图象传感器的体积通常很小,但却包含了几十万个乃至上钱万个具有感光特性的二极管――光电二极管。每个光电二极管即为一个像素。当有光线照射时,光电二极管就会产生电荷累积,光线越多,电荷累积的就越多,然后这些累积的电荷就会被转换成相应的像素数据。(2)、种类。电荷耦合器件(CCD):电路复杂,读取信息需在同步信号控制下一位一位地实地转移后读取,信息读取复杂,速度慢;要三组电源供电,耗电量大,但技术成熟,成像质量好。互补金属氧化物半导体(CMOS):电路简单,信息直接读取,速度较快,只需使用一个电源,耗电两小,为CCD的1/8到1/10;但个光电传感元件、电路之间距离近,相的光、电、磁干扰较严重,对图象质量影响很大。 3、A/D转换器(模拟数字转换器):作用,将模拟信号转换成数字信号的部件。指标:转换速度、量化精度量化精度对应于A /D转换器将每一个像素的亮度或色彩值量化为若干个等级,这个等级就是数码相机的色彩深度。对于具有数字化接口的图象传感器(如CMOS),则不需A/D转换器。 4、MPU(微处理器)作用:通过对图象传感器的感光强弱程度进行分析,调节光圈和快门。系统结构:一般数码相机采用的微处理器模块的结构如图2所示,包括图象传感器数据处理DSP、SRAM控制器,显示控制器、JPEG编码器、UBS等接口、运算处理单音频接口(非通用模块)和图象传感器时钟生成器等功能模块。

照相机原理和构造56701

一、人眼成像的原理摄影又称摄影术，就是人们通使用照相机把反射在景物上的光线，通过镜头在感光材料上感光而形成影像的过程。所以有些国家把照相机称为“照光机”，这是比较准确的，也就是说，摄影的过程并不是把景物摄录下来，而是把景物反射出的光线记录在感光材料上，形成的影像本不是景物的影像，而是光线在感光材料上形成了潜影。照相机最早是谁发明的已无从查考，但第一个在底片的银盐上成像的是法国人达盖尔，就是今天的数码成像也是在达盖尔的银盐成像的基础上发展起来的，成像的原理一直不变。归根结底，照相机是对人眼的仿生，照相机成像的原理与人眼看到景物在视网膜上成像的原理也是一样的——当然人眼比世界上最先进的照相机都更为先进，结构也更为复杂。下图就是人眼接受外界光线而成像的结构图。（这可是UU比照着生物老师的教科书画的，差点累死）图（1）简约眼视网膜像的形成图

从上图我们可以看出，人眼中的晶状体就如同一个凸透镜，物体AB经过晶体透过节点后，会在视网膜上形成像ab，当然进入眼中的光线还必须通过瞳孔而到达后主焦点，而瞳孔则会根据光线的强弱自动调节其开孔大小。眼睛之所以能看见周围的各种物体，一是必须有光，二是眼球内可以成像的构造。当我们睁开眼睛，从周围物体发射或反射而来的光，穿过瞳孔和晶状体，聚集在眼睛后面的视网膜上，形成这些物体的图像。连接视网膜的视神经立即把这些信息传送到大脑，所以我们就能看到这些物体。人以左右眼看同样的对象，两眼所见角度不同，在视网膜上形成的像并不完全相同，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。当然就这一点而言，照相机只相当于人的一只眼，不可能产生立体的感觉了。二、照相机的工作原理明白了以上的道理，我们就很容易理解照相机的成像原理了。下图是简易照相机的成像光路图。

浅谈相机的对焦原理

浅谈相机的对焦原理相机镜头无论结构多么复杂，实际上都可以被视为一片凸透镜，从基本的光学原理我们可以看到，凸透镜轴心以外无论什么方向来的光线，在通过凸透镜后，都会被折射，而交汇于一点，这些光线的交会点被称为焦点，通常将能够清晰成像位置上所有点组成的平面叫做焦平面，对于那些处在焦平面的物体，相机都能清晰的拍摄下来，而离焦平面前后越远的景物，图象就越模糊。一、手动及自动对焦原理对于离镜头远近不同的物体，通过镜头后要在固定的位置清晰成像就需要进行对焦（调焦）。直观来说当镜头调好焦距后，被摄体就会特别清晰。传统相机绝大部分镜头的对焦方式都是改变菲林面与镜片之间的距离，在取景时若人为用手来调整此距离就被称为手动对焦方式。数码相机镜头在光学原理上与传统相机没有任何不同，只不过在焦平面处将菲林换成了CCD而已。在相机发明后的大部分时间中，都采用手动对焦的方式，直到本世纪六十年代后期，微电子技术大发展并在相机上加以应用后，才出现自动对焦的概念。相机自动对焦是一个复杂的光电一体化的过程，简单说其基本原理是将物体反射的光让相机上的光电传感器接受，通过内部智能芯片处理，带动电动对焦装置进行对焦。

目前大多数数码相机的自动对焦，都采用被动式：即直接接收分析来自景物自身的反光,利用相位差原理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。对具有一定亮度和反差的被摄体能理想的自动对焦，在逆光下也能良好的对焦，且能透过玻璃等透明障碍物对焦。个别高档数码相机也同时结合了主动式自动对焦方式，即相机上有红外线或超声波甚至激光发生器，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，其光学原理类似三角测距对焦法。主动式对焦由于是相机主动发出光或波，所以可以在低反差、弱光线下对焦，而且对细线条的被摄体和动体都能自动对焦。恰好弥补了被动式自动对焦的不足。内对焦镜头另外还要提到的一点是，现在大多数自动对焦镜头都为内对焦镜头（internal focusing）。普通镜头对焦时是将镜头旋离胶片，使镜头筒延长。内聚焦镜头对焦时，是装于镜头筒内的部件移动聚焦，镜头筒没有延伸变化。二、数码相机自动对焦技术我们购买使用数码相机时，不仅应关注其CCD像素多少、曝光方式、附加功能等，也应该关注其采用了哪些自动对焦技术。数码相机中最常见和简单的自动对焦方式是中央单点对焦。即将画面中心部分作为对焦区域，一般在数码相机的取景器（或液晶显示屏）中央有红色的标志“[ ]”。这个区域称为AF区域。中央单点对焦能适应大多数拍摄情况，但要求要把对焦目标放进AF区域内，也存在很大的局限，因为我们在构图时需要聚焦的主体不一定总在画面的中心区域。因此现在很多较高级的数码相机都支持多点自动对焦。比如佳能S80就支持多达9点的人工智能自动对焦（AiAF）。对于多点自动对焦也不能一概而论，我们还要分清其对焦点是否能手动选择。在多点自动对焦的基础上，现在还有产品采用了更为高级的FlexiZone AF/AE技术，即可以在全画面任意位置手动选择对焦点，这无疑大大扩展了画面的对焦区域和构图的灵活性，使用FlexiZone AF/AE技术，即使取景器画面中的焦点的位置及曝光重点偏离中心甚至在边缘，相机也可以完全控制。这一自动对焦技术，完全超越了传统相机的固定式多点自动对焦。

数码相机拆解全程

看着周围越来越多的朋友在使用数码相机，心里总是痒痒的。但是对于一个囊中羞涩的学生，却一直难以实现自己的愿望。终于，在一家二手网站上购买了一台东芝的PDR-M4数码相机。对于数码相机，总觉得它很神秘，它里面到底是什么样的呢？总想把它打开看个究竟。也许许多朋友都会有相同的想法。由于我一贯良好的购货记录加上老板对我DIY精神的支持我，他给我寄来了一些作为配件使用的坏相机。于是我便有了机会敲开了数码相机的外壳，看看这个神秘的家伙里面到底有些什么。下面就和大家一起分享这些经历。下图是PDR-M4的正面和背面外观。卸掉5颗固定螺丝，轻轻地打开了相机，如图1。这台PDR-M4是镁铝合金的外壳，由前后两个壳体组成。图1左侧是后壳，右侧是前壳。可以看到SM卡插座和操作按钮电路板固定在后壳上，并通过一根数据排线连接在前壳中的一块控制电路板上。在前壳里密密麻麻地隐藏着各种部件，最醒目地就是液晶显示器了和电池匣了。大名鼎鼎的CCD 镜头在那里？图像处理器在那里？别急，让我们从后壳开始一点一点的揭开数码相机的神秘面纱。

图1 图2所示为从后壳卸下的电路板，该电路板的正面是操作数码相机的一些按钮，如删除、菜单设置、近景、方向按钮等。在电座路板的背面焊接一个SM卡的插槽。此外，从图中还可以看到黑色的接近开关。当放置SM卡的舱门打开，开关处于弹开状态；当舱门闭合时，开关处于压紧状态。这样就可以监测SM卡的舱门是否关闭。如果没有关闭舱门相机将提示用户并拒绝工作。（这种设计考虑的真是周到）这块电路板上的所有信号都通过数据排线连接到前壳中的控制电路板上，从而实现键盘控制和SM卡的读写。

好了，现在开始解剖相机的前壳了。首先摘下液晶屏幕。（如：图3）。这块液晶是卡西欧的1.5寸彩色液晶。图中的数据排线是由控制板提供的显示控制信号，液晶上显示的内容以及亮度调节等功能都是由这些信号控制的。由于液晶需要背光支持才能显示鲜亮的色彩，而背光管需要高压电源才能工作，因此图中较粗的引线是连接电源的。这个高压电源由电池夹旁边的电源控制转换电路提供。

数码相机的原理与结构

数码相机的原理与结构数码相机是由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微处理器）、内置存储器、LCD （液晶显示器）、PC卡（可移动存储器）和接口（计算机接口、电视机接口）等部分组成，通常它们都安装在数码相机的内部，当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离．数码相机中只有镜头的作用与普通相机相同，它将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上, CCD是半导体器件，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．这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它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，图像文件被存储在内置存储器中．至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片．有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者软盘．此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口．几乎所有的数码相机镜头的焦距都比较短，当你观察数码相机镜头上的标识时也许会发现类似"f=6mm"的字样，它的焦距仅为6毫米，这不是鱼眼镜头吗？答案是否定的．说明书中明确地指出f=6mm相当于普通相机的50mm镜头（因相机不同而不同）．这是怎么回事呢？原来我们印象中的标准镜头、广角镜头、长焦镜头以及鱼眼镜头都是针对35mm普通相机而言的．它们分别用于一般摄影、风景摄影、人物摄影和特殊摄影．各种镜头的焦距不同使得拍摄的视角不同，而视角不同产生的拍摄效果也不相同．但是焦距决定视角的一个条件是成像的尺寸，35mm普通相机成像尺寸是24mm×36mm（胶卷），而数码相机中CCD的成像尺寸小于这个值两倍甚至十倍，在成像尺寸变小焦距也变小的情况下，就有可能得到相同的视角．所以说上面提及的6mm镜头相当普通相机50mm焦距镜头．因此在选购数码相机时，我们不用关心数码相机的实际焦距是多少，而只要参考换算到35毫数码相机使用CCD 代替传统相机的胶卷，因此CCD技术成为数码相机的关键技术，CCD的分辨率被作为评价数码相机档次的重要依据．CCD是Charge Couple Device的缩写，被称为光电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能．在摄像机、数码相机和扫描仪中被广泛使用．摄像机中使用的是点阵CCD，扫描仪中使用的是线阵CCD，而数码相机中既有使用点阵CCD的又有使用线阵CCD的，而一般数码相机都使用点阵CCD，专门拍摄静态物体的扫描式数码相机使用线阵CCD，它牺牲了时间换取可与传统胶卷相媲美的极高分辨率（可高达8400×6000）．CCD器件上有许多光敏单元，它们可以将光线转换成电荷，从而形成对应于景物的电子图像，每一个光敏单元对应图像中的一个像素，像素越多图像越清晰，如果我们想增加图像的清晰度，就必须增加CCD的光敏单元的数量．数码相机的指标中常常同时给出多个分辨率，例如640×480和1024×768．其中，最高分辨率的乘积为786432（1024×768），它是CCD光敏单元85万像素的近似数．因此当我们看到"85万像素CCD"的字样，就可以估算该数码相机的最大分辨率．许多早期的数码相机都采用上述的分辨率，它们可为计算机显示的图片提供足够多的像素，因为大多数计算机显卡的分辨率是640×480、800×600、1024×768、1152×864等．CCD 本身不能分辨色彩，它仅仅是光电转换器．实现彩色摄影的方法有多种，包括给CCD器件表面加以CFA（Color Filter Array，彩色滤镜阵列），或者使用分光系统将光线分为红、绿、蓝三色，分别用3片CCD接收，例如美能达RD-175单反数码相机就采用3CCD方式． A/D转换器又叫做ADC（Analog Digital Converter），即模拟数字转换器．它是将模拟电信号转换为数字电信号的器件．A/D转换器的主要指标是转换速度和量化精度．转换速度是指将模拟信号转换为数字信号所用的时间，由于高分辨率图像的像素数量庞大，因此对转换速度要求很高，当然高速芯片的价格也相应较高．量化精度是指可以将模拟信号分成多少个等级．如果说CCD是将实际景物在X和Y的方向上量化为若干像素，那么A/D转换器则是将每一个像素的亮度或色彩值量化为若干个等级．这个等级在数码相机中叫做色彩深度．数码相机的技术指标中无一例外地给出了色彩深度值，那么色彩深度对拍摄的效果有多大的影响呢？其实色彩深度就是色彩位数，它以二进制的位（bit）为单位，用位的多少表示色彩数的多少．常见的有24位、30位和36位．具体来说，一般中低档数码相机中每种基色采用8位或10位表示，高档相机采用12位．三种基色红、绿、蓝总的色彩深度为基色位数乘

(完整版)数码相机的基本结构

（二）数码相机的基本结构数码照相机的种类繁多，样式和型号也各有不同，但是基本结构大同小异，都包括镜头、光圈、快门、取景器、调焦装置、机身、图像传感器、数字信号处理电路、存储器等基本组成部分。 1.镜头镜头的作用是将被摄景物成像于图像传感器上。镜头由透镜组构成，其性能水平是影像画面质量高低的决定因素。摄影镜头根据其焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头。（1）定焦距镜头定焦距镜头根据焦距的不同可分为标准镜头、广角镜头（短焦距镜头）和远摄镜头（长焦距镜头）。 ①标准镜头：焦距长度与成像元件（CCD或者CMOS，传统相机的胶卷）对角线基本相等(如135照相机的标准镜头的焦距约为50mm)。其拍摄的景物范围视场角在45°～55°之间，接近人眼视角，拍摄的画面景物透视关系正常，符合人眼视觉习惯。 ②广角镜头：焦距长度小于成像元件的对角线(如135照相机广角镜头的焦距约小于40mm)。视场角大，拍摄范围广，可在距离较近或环境较窄的情况下拍摄较宽阔的场景；有夸张前后景物大小和比例的作用，画面空间感强；画面会发生变形，不适合拍摄人像特写。 ③远摄镜头：焦距长度大于所成像元件对角线(如135照相机长焦镜头的焦距约大于60mm)。视场角小，成像大，适合于拍摄一些不便靠近的物体；景深小，有利于虚化背景，突出主体。（2）变焦镜头变焦镜头是指镜头焦距可在一定范围内调整变化。镜头的最长焦距值与最短焦距值之比称为变焦倍数。在拍摄过程中，摄影者可根据需要随时调整焦距，得到所要的取景和构图，以满足不同拍摄效果的需要。 2．光圈光圈是在镜头中间由数片互叠的金属叶片组成的可调节镜头通光口径的装置。光圈的主要作用是调节通光量。在拍摄同一个对象时，光线强时，应将光圈缩小，光线弱时，应将光圈开大。光圈系数指光圈的大小，是焦距与光孔直径的比。如F2.8、F4、F5.6、F8、F11、F16、F22等，光圈系数越大，光圈孔径越小，进入镜头的光线越少，如图 3.6所示。相邻的光圈系数的光通量相差一倍。

超高速摄像机工作原理

超高速摄像机基本依赖于进口设备，与高速相机最大的区别在于超高速摄像机极短的曝光时间、纳秒时间分辨率和纳秒级触发精度、纳秒级的帧间间隔时间（德国standford生产的超高速摄像机可达皮秒）以及数千倍的增益。而高速相机一般只能达到毫秒或微秒级，增益也是从几倍到数十倍左右。虽然超高速摄像机拥有如此多极其优秀的特点，但超高速摄像机每次拍摄只能获得几张图像（单通道情况下），而高速相机一次拍摄可获得的图像数量可多达几万甚至数十万张。超高速摄像机作为一种有着尖端科学技术含量的设备，在全球范围内能够生产出优质超高速摄像机的厂家并不多，而德国standford公司可以说是业内顶尖，下面以此公司的产品为例，简单介绍一下超高速摄像机的基本工作原理和特点。超高速摄像机的超高速图像采集系统主要由相机主机、控制分析软件、图像处理仪组成。各部分示意图如下：图像采集系统主机内主要由分光系统和ICCD通道系统组成，示意图如下：

在CCD上产生的增强的信号是由一个系列链产生的，通过以下一些部件：超高速摄像机内部示意图： ICCD通道系统内的基本工作原理：通过透镜将拍摄的目标对像光信号传送到增强器的光阴极上，像增强器在高压窄脉冲控制下输出具有较短曝光时间的图像，并由后续CCD接收和记录。系统曝光时间和摄影频率由像增强器驱动源以及精密同步系统控制。

多通道图像分光耦合系统工作原理：传统的图像分割技术往往使用立方或半透膜分束器将一个图像分割成两个相同的低强度二级图像。由于一般图像都不是单频的，所以传统技术都不可能预测强度比率。XXRapidFrame系列相机使用全反射镜观察所有子图像，使得所有的强度分布都能在一个镜像几何函数中反映出来。这个方法可以很容易地扩展到紫外光谱区域。在每个光学路径的通道上都装有一个滤波器，它能产生一些特殊的效果，比如对一个实验生成三种颜色的图像。对于各种通道设置的不同延迟时间，它还可以用来恢复成3-D空间信息。下图为图像分光耦合系统示意图： Stanford Computer Optics的ICCD摄像机是独立的解决方案，可以通过RS232，Camera Link或USB连接远程操作和调整。4 Spec E软件可以作为一体化解决方案，以满足超高速ICCD摄像机系统的所有操作要求。

工业相机原理

工作原理：在单反数码相机的工作系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的，一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器（EVF）看到所拍摄的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件（CCD或CMOS）前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线便投影到感光原件上感光，然后后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致，十分有利于直观地取景构图。主要特点：单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。另外，现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品，因此在关系数码相机摄影质量的感光元件（CCD或CMOS）的面积上，单反数码的面积远远大于普通数码相机，这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码相机，因此每个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围，使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机。感光器件提到数码相机，不得不说到就是数码相机的心脏——感光器件。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。