數(shù)碼相機構造

1、照相機構造原理 （1）照相術與照相機的形成 攝影，不僅被廣泛地應用于國民經(jīng)濟中的各個領域，而且已經(jīng)成為廣大人民現(xiàn)代文明生活中的不可缺少的重要組成部分。 現(xiàn)代照相術的起源最早可追溯到墨子（公元前468376年）在墨經(jīng)一書中提到的小孔成象原理，以及元代趙友欽的針孔成象匣。在歐洲，16世紀著名畫家達芬奇便發(fā)現(xiàn)：在一個房間的窗板上戳上一個小孔，然后關上所有的門窗，使房間變得一片黑暗，這時便可看到窗外的景色透過小孔，清晰地倒映在室內(nèi)的墻壁上。這就是物理學上的“小孔成象”原理。后來其他畫家把白紙掛在墻壁上，照著倒映著的線條復描，當畫家移動掛在墻壁上的白紙與小孔的距離，便可將倒映在白紙上的圖象放大或縮小，解

2、決了當時復描圖畫技術上的一大難題。 17世紀末到18世紀初，隨著玻璃工業(yè)的發(fā)展，人們制成了平板玻璃、玻璃透鏡。有人利用暗室小孔成象的原理制成一個暗箱，箱上裝了一塊凸透鏡以代替小孔，箱子的另一頭裝了一塊磨毛了的平板玻璃。凸透鏡把投射進來的光線聚焦，人們用畫筆在那平板玻璃上描畫下各種大自然的景色。這暗箱，就是最原始的照相機。光學家為改善象質，在透鏡上不斷地做文章，就形成了一系列照相鏡頭，這就是現(xiàn)代人所稱的照相物鏡。機械設計師不斷完善和改造那個笨重的木頭暗箱，這就是現(xiàn)代攝影者所稱的照相機機身。但是用畫筆來摘下倒映在玻璃上的景色，畢竟太麻煩了，這就需要發(fā)明一種能夠感光的“照相紙”。1813年法國的涅普

3、斯發(fā)現(xiàn)了一種地瀝青受曬后會變色，具有一定的感光性能，便使用它作為感光劑。具體方法是：把地瀝青溶于薄荷油中制成溶液，然后涂在金屬板面上；曝光后浸在煤油中，使薄荷油溶于煤油，于是在金屬板上便顯出影象來了。不過得到的影象仍然是十分模糊的。后來，法國畫家達蓋爾與漢普斯共同進行研究。直到1839年在達蓋爾解決了顯影、定影等技術難關后，世界上才公認從那時起發(fā)明了照相術。 那時的“膠片”便是碘化銀感光板，感光性能實在太差了，加之照相機用的多是用一二塊透鏡組成的長焦距鏡頭。造成進入暗箱的光線很弱，因此拍攝一幅照片需很長時間，形成的影象也太模糊。人們決心進一步提高感光板對光的敏感程度，即感光度。1871年發(fā)明的

4、溴化銀明膠干版法是采用明膠代替硝棉膠，用溴化銀代替碘化銀，涂在玻璃片上，制成干版。這樣感光度可大大提高，曝光時間縮短為幾分之一秒、幾十分之一秒，乃至更短的時間。 為了適應感光底板感光度的迅速報高，控制曝光時間的長短，人們在照相機中裝上了快門。這樣人們使能拍攝到飛鳥、奔馬之類的快速運動物的照片。當有了鏡頭、快門、膠片、機身等一系列主要部件后，一個現(xiàn)代照相機的雛形隨著照相術的發(fā)展就初步完善了。 （2）照相機的基本組成 一、鏡頭 鏡頭使景物成倒象聚焦在膠片上。為使不同位置的被攝物體成象清晰，除鏡頭本身需要校正好象差外，還應使物距、象距保持共軛關系。為此，鏡頭應該能前后移動進行調焦，因此較好的照相機一

5、般都應該具有調焦機構。 二、取景器 為了確定被攝景物的范圍和便于進行拍攝構圖，照相機都應裝有取景器?，F(xiàn)代照相機的取景器還帶有測距、對焦功能。 三、控制曝光的機構快門和光圈 為了適應亮暗不同的拍攝對象，以期在膠片上獲得正確的感光量，必須控制曝光時間的長短和進入鏡頭光線的強弱。于是照相機必須設置快門以控制曝光時間的長短，并設置光圈通過光孔大小的調節(jié)來控制光量。 四、輸片計數(shù)機構 為了準備第二次拍攝，曝光后的膠片需要拉走，本曝光的膠片要拉過來，因此現(xiàn)代照相機需要有輸片機構。為了指示膠片已拍攝的張數(shù)，就需要有計數(shù)機構。 五、機身 它既是照相機的暗箱，又是照相機各組成部分的結合體?？捎每驁D表示照相機的最

6、基本組成部分。 其實，就照相機這個基本功能而言，無論是早期的“銀版照相機”，還是今日已經(jīng)高度電子化、自動化、電腦化的照相機，其基本原理都沒有多大區(qū)別。 （3）照相機的分類 (1)按照相機使用的膠片和畫幅尺寸 可分為35mm照相機(常稱135照相機)、120照相機、110照相機、126照相機、中幅照相機和大幅照相機等。135照相機使用35mm膠片，其所拍攝的標準畫幅為24mm X 36mm，一般每個膠卷可拍照36張或24張。 (2)按照相機的外型和結構 可分為平視取景照相機和單鏡頭反光照相機。此外還有雙鏡頭反光照相機、折疊式照相機、轉機、座機等等。 (3)按照相機的快門形式 可分為鏡頭快門照相機

7、(又稱中心快門照相機)、焦平面快門照相機、程序快門照相機等。 (4)按照相機具有的功能和技術特性 可分為自動調焦照相機，電測光手控曝光照相機，電測光自動曝光照相機等。此外還有快門優(yōu)先式、光圈優(yōu)先式、程序控制式、雙優(yōu)先式、電動卷片(自動卷片、倒片)照相機，自動對焦(AF)照相機，日期后背照相機，內(nèi)裝閃光燈照相機等。 有時也可按照相機的用途來分，如一步成象照相機，立體照相機；有時也可按鏡頭的特性分為變焦或雙焦點照相機。實際上一架現(xiàn)代照相機往往具有多方面的特征，因此應以綜合性的方式來定義。 （4）攝影光學基礎 照相機的工作過程，概略地說是應用光學成像原理，通過照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上。下面

8、將粗略地介紹攝影光學成像原理：人類對于光的本性的認識，光線的傳播及透鏡成像原理。 人類對于光的本性的認識經(jīng)歷了漫長而又曲折的過程。在整個18世紀中，光的微粒流理論在光學中仍占優(yōu)勢，人們普遍認為光是微小的粒子組成的，從點光源發(fā)出并以直線向四面八方輻射。19世紀初，以楊氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作為代表逐步發(fā)展成今天的波動光學體系。如今對光的本性認識是：光和實物一樣，是物質的一種，它同時具有波的性質和微粒（量子）的性質，但從整體來說，它既不是波，也不是微粒，也不是它們的混合物。 從本質上，講光和一般無線電波并無區(qū)別，光和電磁波一樣是橫波，即波的振動方向與傳播方向垂直。一個發(fā)光體

9、就是電磁波的發(fā)射源，發(fā)光體發(fā)射的電磁波向周圍空間傳播，和水波波動產(chǎn)生的波浪向四周傳播相似。強度最大或最小的兩點距離稱為波長，用表示。傳播一個波長所需的時間稱為周期，用T表示，一個周期就是一個質點完成一次振動所需要的時間。1秒內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率，用表示。經(jīng)過1s振動傳播的距離稱為速度，用“v”表示。波長、頻率、周期和速度之間有如下關系： v=/T ，=1/T，v= 由此可見，光的波長與頻率成反比。實際上光波只占整個電磁波波段的很小一部分。波長在400700nm的電磁波能夠為人眼所感覺，稱為可見光，超過這個范圍人眼就感覺不到了。不同波長的可見光在我們的眼睛中產(chǎn)生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，

10、光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等色。不同波長的電磁波在真空中具有完全相同的傳播速度，數(shù)值是c=300,000km/s。 光既然是電磁波，研究光的傳播問題，應該是一個波動傳播問題，但是在設計照相機鏡頭及其他光學儀器時，并不把光看作是電磁波，而是把光看作是能傳播能量的幾何線，叫做光線。光源A發(fā)光就是向四周發(fā)出無數(shù)條幾何線，這無數(shù)條具有方向的幾何線就叫做光線。這樣在幾何光學中研究光的傳播問題，就變成了一個幾何問題、數(shù)學問題，問題簡化多了。 照相機的工作過程，概略地說是應用光學成像原理，通過照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上。下面將粗略地介紹攝影光學成像原理：人類對于光的本性的認識，光線的傳

11、播及透鏡成像原理。 人類對于光的本性的認識經(jīng)歷了漫長而又曲折的過程。在整個18世紀中，光的微粒流理論在光學中仍占優(yōu)勢，人們普遍認為光是微小的粒子組成的，從點光源發(fā)出并以直線向四面八方輻射。19世紀初，以楊氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作為代表逐步發(fā)展成今天的波動光學體系。如今對光的本性認識是：光和實物一樣，是物質的一種，它同時具有波的性質和微粒（量子）的性質，但從整體來說，它既不是波，也不是微粒，也不是它們的混合物。 從本質上，講光和一般無線電波并無區(qū)別，光和電磁波一樣是橫波，即波的振動方向與傳播方向垂直。一個發(fā)光體就是電磁波的發(fā)射源，發(fā)光體發(fā)射的電磁波向周圍空間傳播，和水波波

12、動產(chǎn)生的波浪向四周傳播相似。強度最大或最小的兩點距離稱為波長，用表示。傳播一個波長所需的時間稱為周期，用T表示，一個周期就是一個質點完成一次振動所需要的時間。1秒內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率，用表示。經(jīng)過1s振動傳播的距離稱為速度，用“v”表示。波長、頻率、周期和速度之間有如下關系： v=/T ，=1/T，v= 由此可見，光的波長與頻率成反比。實際上光波只占整個電磁波波段的很小一部分。波長在400700nm的電磁波能夠為人眼所感覺，稱為可見光，超過這個范圍人眼就感覺不到了。不同波長的可見光在我們的眼睛中產(chǎn)生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等色。不同波長的電磁波

13、在真空中具有完全相同的傳播速度，數(shù)值是c=300,000km/s。 光既然是電磁波，研究光的傳播問題，應該是一個波動傳播問題，但是在設計照相機鏡頭及其他光學儀器時，并不把光看作是電磁波，而是把光看作是能傳播能量的幾何線，叫做光線。光源A發(fā)光就是向四周發(fā)出無數(shù)條幾何線，這無數(shù)條具有方向的幾何線就叫做光線。這樣在幾何光學中研究光的傳播問題，就變成了一個幾何問題、數(shù)學問題，問題簡化多了。 （5）照相鏡頭特性及分類 照相鏡頭是照相機的最重要部件之一，一般由多片正透鏡、負透鏡、膠合透鏡組，以及固定這些光學元件的金屬隔卷和鏡筒組合而成。它的作用是把被攝目標清晰地成像在感光膠片上。 一、照相鏡頭的光學特性 照相鏡頭的光學特性可由三個參數(shù)來表示