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1317毫米)、126照相机(画面2828毫米)、135照相机(画面2418，2436毫米)、127照相机(画面45x45毫米)、120照相机(包括220照相机，画面6045,6060,6090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，照相机大致要具备成像、曝光和辅助三大结构系统。成像系统包括成像镜头、测距调焦、取景系统、附加透镜、滤光镜、效果镜等；曝光系统包括快门机构、光圈机构、测光系统、闪光系统、自拍机构等；辅助系统包括卷片机构、计数机构、倒片机构等。镜头是用以成像的光学系统，由一系列光学镜片和镜筒所组成，每个镜头都有焦距和相对口径两个特征数据；取景器是用来选取景物和构图的装置，通过取景器看到的景物，凡能落在画面框内的部分，均能拍摄在胶片上 ；测距器可以测量出景物的距离，它常与取景器组合在一起，通过连动机构可将测距和镜头调焦联系起来，在测距的同时完成调焦。光学透视或单镜头反光式取景测距器都须手动操作，并用肉眼判断。此外还有光电测距、声纳测距、红外线测距等方法，可免除手动操作，又能避免肉眼判断带来的误差，以实现自动测距。快门是控制曝光量的主要部件，最常见的快门有镜头快门和焦平面快门两类。镜头快门是 照相机 由一组很薄的金属叶片组成，在主弹簧的作用下，连杆和拨圈的动作使叶片迅速地开启和关闭 ；焦平面快门是由两组部分重叠的帘幕(前帘和后帘)构成，装在焦平面前方附近。两帘幕按先后次序启动，以便形成一个缝隙。缝隙在胶片前方扫过，以实现曝光。光圈又叫光阑，是限制光束通过的机构，装在镜头中间或后方。光圈能改变光路口径，并与快门一起控制曝光量。常见的光圈有连续可变式和非连续可变式两种。自拍机构是在摄影过程中起延时作用，以供摄影者自拍的装置。使用自拍机构时，首先释放延时器，经延时后再自动释放快门。自拍机构有机械式和电子式两种，机械式自拍机构是一种齿轮传动的延时机构，一般可延时812秒 ；电子式自拍机构利用一个电子延时线路控制快门释放。结构和元件 。通常，照相机主要元件包括：成像元件、暗室、成像介质与成像控制结构。成像元件可以进行成像。通常是由光学玻璃制成的透镜组，称之为镜头。小孔、电磁线圈等在特定的设备上都起到了“镜头”的作用。成像介质则负责捕捉和记录影像。包括底片、CCD、CMOS等。暗室为镜头与成像介质之间提供一个连接并保护成像介质不受干扰。控制结构可以改变成像或记录影像的方式以影像最终的成像效果。光圈、快门、聚焦控制等。 数码相机，是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机。与普通照相机在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像的原理不同，数字相机的传感器是一种光感应式的电荷耦合-zh-cn：器件；zh-tw：组件-(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。在图像传输到计算机以前，通常会先储存在数码存储设备中（通常是使用闪存；软磁盘与可重复擦写光盘（CD-RW）已很少用于数字相机设备）。数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。数码相机最早出现在美国，20多年前，美国曾利用它通过卫星向地面传送照片，后来数码摄影转为民用并不断拓展应用范围。优点：1、拍照之后可以立即看到图片，从而提供了对不满意的作品立刻重拍的可能性，减少了遗憾的发生。2、只需为那些想冲洗的照片付费，其它不需要的照片可以删除。3色彩还原和色彩范围不再依赖胶卷的质量。4感光度也不再因胶卷而固定。光电转换芯片能提供多种感光度与选择。诞生：数码相机的历史可以追溯到上个世纪四五十年代，电视就是在那个时候出现的。伴随着电视的推广，人们需要一种能够将正在转播的电视节目记录下来的设备。1951年宾克罗司比实验室发明了录像机（VTR），这种新机器可以将电视转播中的电流脉冲记录到磁带上。到了1956年，录像机开始大量生产。同时，它就很快被视为电子成像技术产生。第二个里程碑式的事件发生在二十世纪六十年代的美国宇航局（NASA）。在宇航员被派往月球之前，宇航局必须对月球表面进行勘测。然而工程师们发现，由探测器传送回来的模拟信号被夹杂在宇宙里其它的射线之中，显得十分微弱，地面上的接收器无法将信号转变成清晰的图像。于是工程师们不得不另想办法。1970年是影像处理行业具有里程碑意义的一年，美国贝尔实验室发明了CCD。当工程师使用电脑将CCD得到的图像信息进行数字处理后，所有的干扰信息都被剔除了。后来“阿波罗”登月飞船上就安装有使用CCD的装置，就是数码相机的原形。“阿波罗”号登上月球的过程中，美国宇航局接收到的数字图像如水晶般清晰。在这之后，数码图像技术发展得更快，主要归功于冷战期间的科技竞争。而这些技术也主要应用于军事领域，大多数的间谍卫星都使用数码图像科技。在数码相机发展史上，不得不提起的是索尼公司。索尼公司于1981年8月在一款电视摄像机中首次采用CCD，将其用作直接将光转化为数字信号的传感器。索尼每年生产的CCD占据了全球50%的市场，这正是索尼能够在数码相机市场上傲视群雄的一个原因,因为核心命脉掌握在自己手中。在冷战结束之后，军用科技很快地转变为了市场科技。1995年，以生产传统相机和拥有强大胶片生产能力的柯达（Kodak）公司向市场发布了其研制成熟的民用消费型数码相机DC40。这被很多人视为数码相机市场成型的开端。DC40使用了内置为4MB的内存，不能使用其它移动存储介质，其38万像素的CCD支持生成756504的图像，兼容Windows 3.1和DOS。苹果（APPLE）公司的QuickTake 100也同时在市场上推出。当时两款相机