1. 照相機(jī)的光學(xué)原理圖
膠片式:我們知道,光學(xué)鏡頭可以成像,在焦點(diǎn)平面上的膠片,根據(jù)影像的明暗、色調(diào)不同,膠片上的溴化銀(溴化銀的化學(xué)性質(zhì)遇光分解)感光量也不同,形成的銀離子密度也不同,強(qiáng)光處,密度大,弱光處密度低。這就是底片與被攝體相反的原因。這些銀離子潛影經(jīng)化學(xué)藥液的反應(yīng),就在膠片的片基上得到銀顆粒組成的不同密度的影像,稱底片。照相紙制成照片的原理也與膠片相同,膠片透過光線密度不同,相紙感光量也不同,經(jīng)沖洗,最終得到照片。 彩色的是有三層感光層和濾光層,分別感光紅、藍(lán)、黃色光,沖洗是各層與各層相對(duì)應(yīng)的染料反應(yīng),形成彩色的影像負(fù)片,再經(jīng)原理相同的擴(kuò)印,得到彩色照片。
數(shù)碼:相機(jī)上的CCD光耦合器件,受到光照會(huì)產(chǎn)生弱電流,把這些弱電流排列輸出,就形成圖像信息,經(jīng)過編碼處理,就是我們廣泛應(yīng)用數(shù)字圖片。這些數(shù)字圖像也可以到彩擴(kuò)機(jī)上擴(kuò)印成彩色照片,與膠片擴(kuò)印相同,僅原影像記錄介質(zhì)不同。
2. 照相機(jī)的光學(xué)原理圖片
對(duì)于離鏡頭遠(yuǎn)近不同的物體,通過鏡頭后要在固定的位置清晰成像就需要進(jìn)行對(duì)焦(調(diào)焦)。直觀來說當(dāng)鏡頭調(diào)好焦距后,被攝體就會(huì)特別清晰。傳統(tǒng)相機(jī)絕大部分鏡頭的對(duì)焦方式都是改變菲林面與鏡片之間的距離,在取景時(shí)若人為用手來調(diào)整此距離就被稱為手動(dòng)對(duì)焦方式。數(shù)碼相機(jī)鏡頭在光學(xué)原理上與傳統(tǒng)相機(jī)沒有任何不同,只不過在焦平面處將菲林換成了CCD而已。在相機(jī)發(fā)明后的大部分時(shí)間中,都采用手動(dòng)對(duì)焦的方式,直到本世紀(jì)六十年代后期,微電子技術(shù)大發(fā)展并在相機(jī)上加以應(yīng)用后,才出現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的概念。相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦是一個(gè)復(fù)雜的光電一體化的過程,簡單說其基本原理是將物體反射的光讓相機(jī)上的光電傳感器接受,通過內(nèi)部智能芯片處理,帶動(dòng)電動(dòng)對(duì)焦裝置進(jìn)行對(duì)焦。目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦,都采用被動(dòng)式:即直接接收分析來自景物自身的反光,利用相位差原理進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的方式。這種自動(dòng)對(duì)焦方式的優(yōu)點(diǎn)是自身不要發(fā)射系統(tǒng),因而耗能少,有利于小型化。對(duì)具有一定亮度和反差的被攝體能理想的自動(dòng)對(duì)焦,在逆光下也能良好的對(duì)焦,且能透過玻璃等透明障礙物對(duì)焦。個(gè)別高檔數(shù)碼相機(jī)也同時(shí)結(jié)合了主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦方式,即相機(jī)上有紅外線或超聲波甚至激光發(fā)生器,發(fā)出紅外光或超聲波到被攝體,相機(jī)上的接受器接受反射回來的紅外光或超聲波進(jìn)行對(duì)焦,其光學(xué)原理類似三角測(cè)距對(duì)焦法。主動(dòng)式對(duì)焦由于是相機(jī)主動(dòng)發(fā)出光或波,所以可以在低反差、弱光線下對(duì)焦,而且對(duì)細(xì)線條的被攝體和動(dòng)體都能自動(dòng)對(duì)焦。恰好彌補(bǔ)了被動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦的不足。
1、菲林就是我們通常說的膠片,早期直譯成菲林;
2、“在焦平面處將菲林換成了CCD而已”不準(zhǔn)確,是換成電子感光器件,包括CCD、CMOS等,而且高檔單反也有用CMOS的;
3、主動(dòng)式對(duì)人攝影不可能用激光發(fā)生器的,那樣可能會(huì)對(duì)人造成傷害;
4、主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦超聲波不用光學(xué)原理,而是靠測(cè)返回波的時(shí)間來測(cè)距對(duì)焦的;
5、現(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)都有光學(xué)測(cè)距裝置,只是用電子方式顯示而已;
6、在單反機(jī)上都保留和膠片機(jī)一樣的光學(xué)測(cè)距裝置和使用程序。
3. 照相機(jī)的光路原理圖
在了解光學(xué)鏡頭的構(gòu)造之前,我們還是先來說說相機(jī)鏡頭的原理吧,相機(jī)成像的原理主要有兩種,一種小孔成像,這樣的成像原理我們?cè)谛W(xué)時(shí)或許就已經(jīng)教過,假設(shè)孔小到只允許一條光線通過,那么這條光線不論落到哪里,都可以成像。一個(gè)物體發(fā)出的所有光線穿過小孔之后在任何平面或曲面上都可以形成一個(gè)倒像。因此在小孔成像中,有和凸透鏡成像不一樣的特性:感光材料可以是任何平面或者曲面,并且景深是無限的。
小孔成像
但小孔成像假設(shè)的是從一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過小孔時(shí)小孔只允許一條光線通過,這樣才會(huì)讓成像清晰完整,實(shí)際上這樣的小孔是不可能做出來的。所以在現(xiàn)實(shí)中早期的手機(jī)攝像頭采用小孔成像,后來都普遍使用支持對(duì)焦的凸透鏡(convex)成像,這個(gè)大家在中學(xué)物理都學(xué)過,垂直于凸透鏡中心的平行光透過凸透鏡會(huì)匯聚在一點(diǎn),這一點(diǎn)稱為焦點(diǎn)(focal point),而凸透鏡到焦點(diǎn)的距離稱為焦距(focal length),這也是我們選購鏡頭所常常關(guān)心的一個(gè)參數(shù)。從一個(gè)點(diǎn)光源有光線向各個(gè)方向發(fā)出,其中垂直與凸透鏡的那一條會(huì)穿過焦點(diǎn),穿過凸透鏡中心的那一條會(huì)保持其方向,這兩條線會(huì)相聚于一點(diǎn),而從點(diǎn)光源發(fā)出的其他光線穿過凸透鏡后也會(huì)匯聚于同一點(diǎn),這個(gè)匯聚點(diǎn)就稱為點(diǎn)光源的“像”。如果一個(gè)平行于凸透鏡的平面物體,其各點(diǎn)的像也會(huì)在一個(gè)平面上,這個(gè)平面就成為相平面(image plane)。我們拍照的時(shí)候要聚焦,就是移動(dòng)鏡頭的位置,使得相平面和感光材料重合。如果不是平面物體,那么就必然只有一部分的相平面與感光材料平面重合,這就產(chǎn)生了景深(depth of field)的概念。因此在凸透鏡成像中,一般有這樣的限制:感光材料一般要求是平面的,而且景深是有限的。
相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)
手機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)
透鏡實(shí)際上有三種不同的分類,平面鏡、凸透鏡與凹透鏡,事實(shí)上第一種簡單來說就是完全透光的平面玻璃,這種玻璃只可能在鏡頭前面作為UV鏡存在,而另外兩種里中央部分比邊緣厚的透鏡叫凸透鏡,凸透鏡能會(huì)聚光線,也叫會(huì)聚透鏡;中央部分比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡。凹透鏡能發(fā)散光線,也叫發(fā)散透鏡。
攝影鏡頭成像原理
正是這兩種不同的透鏡組成了不對(duì)稱的光路折射,以達(dá)到在有限尺寸的傳感器上表現(xiàn)出更加寬廣的成像面積,而這樣的原理正是與人眼的構(gòu)造相類似,不管怎么說,攝像頭都需要有一個(gè)光路的的延伸,而在普通的可換鏡頭相機(jī)上則有像場(chǎng)定位距離這么一說,指的就是身上鏡頭卡口平面與機(jī)身曝光窗平面之間的距離。
4. 光學(xué)照相機(jī)的成像原理圖
1、“小孔成像”
用一個(gè)帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會(huì)形成物的倒像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動(dòng)中間的板,像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。
2、在照相機(jī)被發(fā)明之前,人們就已經(jīng)開始利用“小孔成像”原理制造各類光學(xué)成像裝置,這種裝置被稱為“Cameraobscura(暗箱)”。19世紀(jì)上半葉,人們終于找到了固定保存暗箱中投影面上光學(xué)圖像的方法與介質(zhì),照相機(jī)工業(yè)由此發(fā)端,因此Camera obscura被認(rèn)為是照相機(jī)的祖先;而“Camera”則成了照相機(jī)的英文名稱。
5. 照相機(jī)的光學(xué)原理圖解
攝影原理示意圖如下:
照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,來自物體的光經(jīng)過照相機(jī)的鏡頭后會(huì)聚在膠片上,成倒立、縮小的實(shí)像。與傳統(tǒng)相機(jī)相比,傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體,而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光器件,而且是與相機(jī)一體的,是數(shù)碼相機(jī)的心臟。數(shù)碼相機(jī)正是使用了感光器件,將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后記錄于存儲(chǔ)卡上的。
6. 照相機(jī)的成像原理物理
針孔照相機(jī)的成像原理是小孔成像,是利用光的直線傳播成像的。
物體、小孔、像組成二個(gè)相似三角形,各對(duì)應(yīng)邊成比例,因此,物體與像的大小成比例的。
當(dāng)物體離小孔較近時(shí),像是放大的,離小孔較遠(yuǎn)時(shí),像是縮小的。且像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的,必然為實(shí)像。
所以,小孔成像的大小,不一定是縮小的,你的表達(dá)不嚴(yán)謹(jǐn)。
7. 照相機(jī)攝影的光學(xué)原理是什么
光學(xué)元件對(duì)光場(chǎng)的改變相當(dāng)于一個(gè)變換,變換用矩陣表示。矩陣映射光學(xué)比光線光學(xué)的先進(jìn)之處在于可以研究像差和畸變。
8. 照相機(jī)物理原理圖
照相機(jī)的原理是光的折射。
照相機(jī)是利用透鏡把光線通過折射成像到感光片上。傳統(tǒng)相機(jī)是把光線成像到感光膠片上,產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng),再經(jīng)過膠片沖洗和照片洗印而獲得照片?,F(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)的感光元件是CMOS,通過CMOS把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),再存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)。記錄的數(shù)據(jù)通過打印設(shè)備印制出照片,或通過顯示設(shè)備顯示出來。
9. 光學(xué)照相機(jī)的工作原理
照相機(jī)的原理是的直線傳播性質(zhì)和光的折射與反射規(guī)律。
物體的景象通過光線的直線傳播,將物體的光線經(jīng)過折射或反射準(zhǔn)確地聚焦在像平面上,感光材料接收光子能量,形成潛影,膠片經(jīng)過顯影、定影就能得到照片。
通常,照相機(jī)主要元件包括:成像元件、暗室、成像介質(zhì)與成像控制結(jié)構(gòu)。
成像元件可以進(jìn)行成像。通常是由光學(xué)玻璃制成的透鏡組,稱之為鏡頭。小孔、電磁線圈等在特定的設(shè)備上都起到了“鏡頭”的作用。
成像介質(zhì)則負(fù)責(zé)捕捉和記錄影像。包括底片、CCD、CMOS等。
10. 照相機(jī)的光學(xué)原理圖怎么畫
小孔成像原理
1、 照相機(jī)的鏡頭是一個(gè)凸透鏡,來自物體的光經(jīng)過凸透鏡后,在膠卷上形成一個(gè)縮小、倒立 的實(shí)像。
2、膠卷上涂著一層感光物質(zhì),它能把這個(gè)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。
3、最早的照相機(jī)結(jié)構(gòu)十分簡單,僅包括暗箱、鏡頭和感光材料?,F(xiàn)代照相機(jī)比較復(fù)雜,具有鏡 頭、光圈、快門、測(cè)距、取景、測(cè)光、輸片、計(jì)數(shù)、自拍等系統(tǒng),是一種結(jié)合光學(xué)、精密機(jī) 械、電子技術(shù)和化學(xué)等技術(shù)的復(fù)雜產(chǎn)品。
4、小孔成像原理:用一個(gè)帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會(huì)形成物的倒像,我們 把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動(dòng)中間的板,像的大小也會(huì)隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了 光沿直線傳播的性質(zhì)。