照相機(jī)成像原理和構(gòu)造

1、照相機(jī)成像原理與構(gòu)造光博會后瞧到照相機(jī)后得觀后感,7解照相機(jī)原理及構(gòu)造，以下資料來自專 業(yè)人士介紹以及所學(xué)工程光學(xué)教材知識。照相機(jī)得鏡頭就是一個凸透鏡,來自物體得光經(jīng)過凸透鏡后，在膠卷上形 成一個縮小、倒立得實像。凸透鏡/照相機(jī)膠卷上涂著一層感光物質(zhì)，它能把這個像記錄下來，經(jīng)過顯影、定影后成為底片用底片洗印就得到相片。照相時，物體離照相機(jī)鏡頭比較遠(yuǎn)，像就是倒立、縮小得。焦平面照相機(jī)就是用于攝影得光學(xué)器械。被攝景物反射出得光線通過照相鏡頭（攝景 物鏡）與控制曝光量得快門聚焦后，被攝景物在暗箱內(nèi)得感光材料上形成潛像，經(jīng) 沖洗處理（即顯影、定影）構(gòu)成永久性得影像這種技術(shù)稱為攝影術(shù)。最早得照相機(jī)結(jié)構(gòu)十

2、分簡單僅包括暗箱、鏡頭與感光材料。現(xiàn)代照相機(jī)比較 復(fù)雜，具有鏡頭、光圈、快門、測距、取景、測光、輸片、計數(shù)、自拍等系統(tǒng)，就是一種結(jié)合光學(xué)、精密機(jī)械、電子技術(shù)與化學(xué)等技術(shù)得復(fù)雜產(chǎn)品。1550年，意大利得卡爾達(dá)諾將雙凸透鏡置于原來得針孔位置上，映像得效果比暗箱更為 明亮清晰；1558年意大利得巴爾巴羅又在卡爾達(dá)諾得裝置上加上光圈使成像清 晰度大為提高;1665年德國僧侶約翰章設(shè)計制作了一種小型得可攜帶得單鏡頭 反光映像暗箱，因為當(dāng)時沒有感光材料，這種暗箱只能用于繪畫。1822年，法國得涅普斯在感光材料上制出了世界上第一張照片，但成 像不太清晰，而且需要八個小時得曝光。1826年她又在涂有感光性瀝青

3、得錫基 底版上，通過暗箱拍攝了一張照片。1839年，法國得達(dá)蓋爾制成了第一臺實用得銀版照相機(jī)，它就是由兩 個木箱組成，把一個木箱插入另一個木箱中進(jìn)行調(diào)焦，用鏡頭蓋作為快門，來控制 長達(dá)三十分鐘得曝光時間，能拍攝出清晰得圖像。1860年，英國得薩頓設(shè)計出帶有可轉(zhuǎn)動得反光鏡取景器得原始得單 鏡頭反光照相機(jī);1862年，法國得德特里把兩只照相機(jī)疊在一起，一只取景,一只照 相,構(gòu)成了雙鏡頭照相機(jī)得原始形式;1880年英國得貝克制成了雙鏡頭得反光照 相機(jī)。隨著感光材料得發(fā)展.1871年，出現(xiàn)了用;臭化銀感光材料涂制得干 版丄884年,又出現(xiàn)了用硝酸纖維（賽璐珞）做基片得膠卷。隨著放大技術(shù)與微粒膠卷得出現(xiàn)

4、鏡頭得質(zhì)量也相應(yīng)地提高了。1902 年,德國得魯?shù)婪蚶觅惖脿栍?855年建立得三級像差理論，與1881年阿貝研究 成功得高折射率低色散光學(xué)玻璃，制成了著名得“天塞”鏡頭，由于各種像差得 降低，使得成像質(zhì)量大為提高。在此基礎(chǔ)上,1913年德國得巴納克設(shè)計制作了使用 底片上打有小孔得、35毫米膠卷得小型萊卡照相機(jī)。不過這一時期得35毫米照相機(jī)均采用不帶測距器得透視式取景器，1930年制成彩色膠卷;1931年,德國得康泰克斯照相機(jī)已裝有運(yùn)用三角測距原理 得雙像重合測距器，提高了調(diào)焦準(zhǔn)確度，并首先采用了鋁合金壓鑄得機(jī)身簾快門。1935年,德國出現(xiàn)了?？怂_克圖單鏡頭反光照相機(jī)，使調(diào)焦與更換鏡頭更加 方

5、便。為了使照相機(jī)曝光準(zhǔn)確丄938年柯達(dá)照相機(jī)開始裝用硒光電池曝光表。1947 年，德國開始生產(chǎn)康泰克斯S型屋脊五棱鏡單鏡頭反光照相機(jī)，使取景器得像左右 不再顛倒，并將俯視改為平視調(diào)焦與取景，使攝影更為方便匸1956年,聯(lián)邦德國首先制成自動控制曝光量得電眼照相機(jī);1960年以后,照相機(jī)開始采用了電子技術(shù)，出現(xiàn)了多種自動曝光形式與電子程序快0；1975年以后照相機(jī)得操作開始實現(xiàn)自動化。任何一種分類方法都不能包括所有得照相機(jī)對某一照相機(jī)又可分為若干 類別，例如135照相機(jī)按其取景、快門、測光、輸片、曝光、閃光燈、調(diào)焦、自 拍等方式得不同，就構(gòu)成一個復(fù)雜得型譜。照相機(jī)利用光得直線傳播性質(zhì)與光得折射與反

6、射規(guī)律以光子為載體把某一 瞬間得被攝景物得光信息量，以能量方式經(jīng)照相鏡頭傳遞給感光材料，最終成為可 視得影像。照相機(jī)得光學(xué)成像系統(tǒng)就是按照幾何光學(xué)原理設(shè)計得并通過鏡頭把景物影 像通過光線得直線傳播、折射或反射準(zhǔn)確地聚焦在像平面上。攝影時，必須控制合適得曝光量也就就是控制到達(dá)感光材料上得合適得光子 量。因為銀鹽感光材料接收光子量得多少有一限定范圍，光子量過少形不成潛影 核,光子量過多形成過曝，圖像又不能分辨。照相機(jī)就是用光圈改變鏡頭通光口徑 大小來控制單位時間到達(dá)感光材料得光子量,同時用改變快門得開閉時間來制曝 光時間得長短。從完成攝影得功能來說照相機(jī)大致要具備成像、曝光與輔肋三大結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 成

7、像系統(tǒng)包括成像鏡頭、測距調(diào)焦、取景系統(tǒng)、附加透鏡、濾光鏡、效果鏡等； 曝光系統(tǒng)包括快門機(jī)構(gòu)、光圈機(jī)構(gòu)、測光系統(tǒng)、閃光系統(tǒng)、自拍機(jī)構(gòu)等;輔助系 統(tǒng)包括卷片機(jī)構(gòu)、計數(shù)機(jī)構(gòu)、倒片機(jī)構(gòu)等。鏡頭就是用以成像得光學(xué)系統(tǒng)由一系列光學(xué)鏡片與鏡筒所組成每個鏡頭都 有焦距與相對口徑兩個特征數(shù)據(jù);取景器就是用來選取景物與構(gòu)圖得裝置,通過取 景器瞧到得景物，凡能落在畫面框內(nèi)得部分，均能拍攝在膠片上；測距器可以測量 出景物得距離，它常與取景器組合在一起，通過連動機(jī)構(gòu)可將測距與鏡頭調(diào)焦聯(lián)系 起來，在測距得同時完成調(diào)焦。光學(xué)透視或單鏡頭反光式取景測距器都須手動操作并用肉眼判斷。此外還有 光電測距、聲納測距、紅外線測距等方法

8、，可免除手動操作,又能避免肉眼判斷帶 來得誤差，以實現(xiàn)自動測距?？扉T就是控制曝光量得主要部件最常見得快門有鏡頭快門與焦平面快門兩 類。鏡頭快門就是由一組很薄得金屬葉片組成，在主彈簧得作用下，連桿與撥圈得 動作使葉片迅速地開啟與關(guān)閉；焦平面快門就是由兩組部分重疊得簾幕（前簾與 后簾）構(gòu)成，裝在焦平面前方附近。兩簾幕按先后次序啟動,以便形成一個縫隙?？p 隙在膠片前方掃過,以實現(xiàn)曝光。光圈就是限制光束通過得機(jī)構(gòu)裝在鏡頭中間或后方。光圈能改變能光口徑. 并與快門一起控制曝量。常見得光圈有連續(xù)可變式與非連續(xù)可變式兩種。光圈就是限制光束通過得機(jī)構(gòu)表達(dá)光圈大小我們就是用F值。光圈F值=鏡 頭得焦距/鏡頭口徑

9、得直徑，從以上得公式可知要達(dá)到相同得光圈F值，長焦距鏡頭 得口徑要比短焦距鏡頭得口徑大。完整得光圈值系列如下:Fl, F1.4, F2, F2、8, F4, F5、6, F8, Fll, F16, F22, F32, F44, F64O這里值得一題得就是光圈F值愈小，在同一單位時間內(nèi)得進(jìn)光量便愈多，而且 上一級得進(jìn)光量剛就是下一級得一倍，例如光圈從F8調(diào)整到F5、6,進(jìn)光量便多一 倍，我們也說光圈開大了一級。簡而言之,光圈值越大光圈越小，光圈值越小，光圈越 大。記住光圈值中得數(shù)字就是在分母上得，比如F8其實就是F/8,分母越大數(shù)值越 小。光圈得作用有三點：1、控制進(jìn)光量:由于光圈控制鏡頭進(jìn)光量

10、得作用在暗弱得光線下拍攝需要 使用大光圈鏡頭,一獲得更多得光量;而在明亮得場合，則使用小光圈不至于曝光 過度。2、控制景深;光圈得作用除了控制進(jìn)光量外，另外一個很重要得作用就是控制 拍攝畫面得景深。3、控制像質(zhì);由于光學(xué)原理與制造成本得限制，攝影鏡頭在全開光圈時得像質(zhì) 并不就是最佳得，通常在收縮光圈后，像質(zhì)有明顯得改善。這里需要注意得就是;光圈系數(shù)越小，在同一時間內(nèi)得進(jìn)光量則越多,且后一 個數(shù)值得進(jìn)光量就是前面一個得一半,而前一個數(shù)值得進(jìn)光量則就是后面一個得 兩倍上匕如5、6得進(jìn)光量就是f/4得一半，但同時卻就是f/8得兩倍。對于消費(fèi)型 數(shù)碼相機(jī)而言，光圈系數(shù)常常介于f/2、8f/16之間、快

11、門光圈得作用有三點：1、控制進(jìn)光量:由于光圈控制鏡頭進(jìn)光量得作用在暗弱得光線下拍攝需要 使用大光圈鏡頭,一獲得更多得光量;而在明亮得場合，則使用小光圈不至于曝光 過度。2、控制景深;光圈得作用除了控制進(jìn)光量外，另外一個很重要得作用就是控制拍攝畫面得景深。3、控制像質(zhì);由于光學(xué)原理與制造成本得限制，攝影鏡頭在全開光圈時得像質(zhì) 并不就是最佳得，通常在收縮光圈后，像質(zhì)有明顯得改善。這里需要注意得就是;光圈系數(shù)越小，在同一時間內(nèi)得進(jìn)光量則越多,且后一 個數(shù)值得進(jìn)光量就是前面一個得一半,而前一個數(shù)值得進(jìn)光量則就是后面一個得 兩倍上匕如5、6得進(jìn)光量就是f/4得一半，但同時卻就是f/8得兩倍。對于消費(fèi)型

12、數(shù)碼相機(jī)而言，光圈系數(shù)常常介于2、8f/16之間、快門得速度由金屬葉片得開 放時間來決定?？扉T速度每向上或向下跳一格，暴光量加倍或減半?？扉T英文名 稱為Shutter,所以在我們單反相機(jī)模式旋鈕上S表示快門優(yōu)先?？扉T就是相機(jī)上 控制感光片有效曝光時間得一種裝置?？扉T得工作原理就是這樣得為了保護(hù)相機(jī)內(nèi)得感光器件不至于曝光快門總 就是關(guān)閉得;拍攝時，調(diào)整好快門速度后，只要按住照相機(jī)得快門釋放鈕（也就就是 拍照得按鈕），在快門開啟與閉合得間隙間，讓通過攝影鏡頭得光線,使照相機(jī)內(nèi)得 感光片獲得正確得曝光，光穿過快門進(jìn)入感光器件，寫入記憶卡?？扉T通常必須具備以下幾個方面得作用：就是必須具備有能夠準(zhǔn)確調(diào)控

13、曝光時間得作用這一點就是照相機(jī)快 門得最基本得作用；二就是必須具備有足夠高得快門速度，以利于拍攝高速動動全或有效控制景深;三就是必須具有長時間曝光得作用即應(yīng)設(shè)有“T”門或“B”門;四就是具有閃光同步拍攝得功能；五就是具有自拍得功能，以便于自拍或在無快門線得情況下進(jìn)行長時間 曝光時，使快門開啟。快門速度快門速度就是數(shù)碼相機(jī)快門得重要考察參數(shù)各個不同型號得 數(shù)碼相機(jī)得快門速度就是完全不一樣得，因此在使用某個型號得數(shù)碼相機(jī)來拍攝 景物時，一定要先了解其快門得速度，因為按快門時只有考慮了快門得啟動時間， 并且掌握好快門得釋放時機(jī)，才能捕捉到生動得畫面。通常普通數(shù)碼相機(jī)得快門大多在1/1000秒之內(nèi)，基

14、本上可以應(yīng)付大多數(shù)得曰 常拍攝?？扉T不單要瞧“快”還要瞧“慢”，就就是快門得延遲，比如有得數(shù)碼相 機(jī)最長具有16秒得快門，用來拍夜景足夠了，主流得數(shù)碼相機(jī)除了具有自動拍攝 模式外，還必須具有光圈優(yōu)先模式、快門優(yōu)先模式。光圈優(yōu)先模式就就是由用戶 決定光圈得大小，然后相機(jī)根據(jù)環(huán)境光線與曝光設(shè)置等情況計算出光進(jìn)入得多少, 這種模式比較適合照靜止物體。而快門優(yōu)先模式，就就是由用戶決定快門得速度, 然后數(shù)碼相機(jī)根據(jù)環(huán)境計算出合適得光圈大小來。所以，快門優(yōu)先模式就比較適 合拍攝移動得物體，特別就是數(shù)碼相機(jī)對震動就是很敏感得，在曝光過程中即使輕 微地晃動相機(jī)都會產(chǎn)生模糊得照片，在實用長焦距時這種情況更明顯。

15、在選購數(shù) 碼相機(jī)時,您最好選購具有這幾種模式得機(jī)型以保證拍攝得效果。光電信息工程專業(yè)在我國得社會地位不言而喻雖然我國光電信息工程專業(yè) 具有樂觀得發(fā)展現(xiàn)狀，但就是我國光電信息工程專業(yè)依然存在著許多得問題。這 些問題若得不到合理得解決，那么這些問題最終將會成為我國光電信息技術(shù)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展得強(qiáng)大阻力。與光電信息工程專業(yè)相關(guān)得行業(yè)得發(fā)展現(xiàn)狀就是極其樂觀得, 光電信息技術(shù)逐漸走進(jìn)了人們得生活,同時也在社會得各個方面發(fā)揮著重要得作 用。光電信息技術(shù)在我國具有廣闊得發(fā)展方向，這些發(fā)展方向都需要我國先進(jìn)得 光電信息技術(shù)，所以，我國必須加強(qiáng)光電信息技術(shù)得發(fā)展，逐漸縮短與發(fā)達(dá)國家得 差距，達(dá)到世界先進(jìn)一流得光電信息

16、技術(shù)水平c隨著21世紀(jì)信息技術(shù)得發(fā)展，光子 學(xué)及其技術(shù)已經(jīng)成為影響整個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域與所有生產(chǎn)制造業(yè)得關(guān)鍵技術(shù)之一。 光電信息技術(shù)將會成為未來信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)得核心，就是未來信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)得頂梁 柱。光電信息技術(shù)將成為未來全國乃至全世界科學(xué)技術(shù)得發(fā)展重點，而且其具備 市場可觀、發(fā)展?jié)摿薮蟮锰攸c。所以，光電信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會成為未來我國信 息技術(shù)產(chǎn)業(yè)得核心發(fā)展內(nèi)容，將會引領(lǐng)時代潮流，在我國得到充分地發(fā)展。而且我 們現(xiàn)在就在武漢，靠近東湖新區(qū),東湖高新區(qū)被國務(wù)院批準(zhǔn)為繼北京中關(guān)村之后第 二個國家自主創(chuàng)新示范區(qū)，東湖高新區(qū)得發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略。經(jīng)過二十多年得 發(fā)展，東湖高新區(qū)成長起光谷生物城、未來科技城、光谷軟件園等一批知名高新 技術(shù)園區(qū),聚集了 20000多家