光场相机工作原理
光场相机 Lytro 的运作原理和运算方法
A Light Field Camera “Lytro”, the Principle and Algorithms
概略Lytro以在照片拍摄后，照片的对焦点可以自由变换的相机而被知晓．Lytro称其为光场相机．成像部分是由图像感应器和微型镜头所构成，并得到入射光束集中的光场．然后从光场再处理成最终的画面，光线集中相当于计算镜头的运作．本文就Lytro的动作原理和画面生成的运算方法进行解释．
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1．前言
数码相机是在摄像像素点上形成鲜亮的光像，并把此光像忠实的反应成数码影像的装置。但是光场相机则是采用与数码相机完全不同的原理所被认知。此相机是采用光场（光线空间）得到多条光线，再将光线集合并经过一种图像处理得到最终成像的相机。其代表机能为利用摄影后的后处理，变更相机焦点距离的再对焦机能。
初期的光场相机是用多台相机纵横排列成的相机矩阵的实配．相机矩阵对机能有验证作用，但是没有实用性．另一方面，Ng试做了在成像像素的前面配置微镜头，通过致密的框体集中光线的光场相机．之后，Ng为了将此技术商品化而成立了公司，在2012年开发了Lytro．
本文是根据Ng的论文及实际的分析解析为基础解释Lytro的运作原理，机能，运算方法等．2. Lytro的影像感应器
图1为Lytro的影像感应器的扩大照片影像感应器是数码相机用的CMOS感应器，内间距为1.4μm，影像感应器上覆盖蜂巢结构的微镜头，微镜头的内间距为14μm。影像感应器3280*3280像素的面积上覆盖330*380个微镜头，一个微镜头的直径大约是10个像素点的长度。
微镜头和保护用玻璃一体成型，CMOS 感应器上面有少量空间，保护玻璃上面平坦，底面排列微镜头。保护玻璃和微镜头的厚度约为430μm ，另外CMOS 表面设置了拜尔型彩色滤膜。
图2显示影响感应器和微镜头的位置关系。其并没有完全对齐，每个相机的框体的倾斜和偏移都不一样。推测其为装配微镜头时的机械原因的误差。
图3显示Lytro 获得的原生像素的部分扩大原生像素明显的反映出了微镜头的构造，扩大图片显示了圆形构造内的像素结构直径约为10个像素，一个圆形构造内对应一束光线，圆形周围的像素较暗，此区域的光线获得较为困难。
3. 光场的获得
影像感应器和主镜头来获得光场的示意见图4。在A 位置的被摄物由主镜头获取光线，其焦点位置落在微镜头矩阵上，此时，由被摄物发出并到达微镜头的光线，利用在其下方定位的像素记录方向和亮度，一个微镜头所对应的全部像素平均化，生成A 位置合焦后的粗略的照片像素。
图4B 位置上的灰色点，注意其位置通过的光线为3条，利用不同的微镜头，使光线记录到的像素点上。将这些像素值平均化后，能够生成B 焦点上的合焦照片像素。B 位置合焦后，A 像就会变模糊，利用光场来计算这一现象。
图4上微镜头覆盖的三部分像素，最下方位置的像素追溯到主镜头，到达部分开口1所述范围．然后这些像素所生成的图像，是通过部分开口１的光线所成的像．同样微镜头覆盖的像素，最上方位置所生成的图像，是通过部分开口２的光线所成的像．如此，微镜头覆盖N个像素时，就可以对微镜头所对应的相同位置上的像素进行排列形成N个小图像，由N个部分开口分割主镜头得到N个立体图像群．
4. 光场的映射
从Lytro获取的原始图像的光场到生成最终照片图像的程序叫做光场映射．在此解释一下两种映射方法．
第一种方法，对应映射焦点距离，N个立体图像适度平行移动后，并将其平均化的方法．称其为移动加算法．第二种方法，将获取的光像投射到适当焦点距离的设定图像面上．称其为光线束投影法．
移动加算的映射说明．如3章所述，Lytro可以将捕捉到的光场分解成多个立体的画面群．图5的左侧部分说明其样式．从全部的微镜头相同位置抽取像素后再配列。如此构成的小图像群，是从主镜头不同的部分开口处观察被摄物的图像群
所以，从开口位置到被摄物之间的距离有视差．将这些立体图像群与假想的焦点距离重合，使其只平行移动适当的量．然后将移动后的图像群加算平均化。移动量对应纵深，被摄物由于像的位置重合所以形成锐利的图像，如果不是像就会模糊．另外，实际的相机在合焦前后，不仅是合焦位置有变化，像的大小也多少有变化．再次不考虑此效果．
移动加算映射算法，其单纯的计算成本比较小．但是，由于最终图像的像素数和微镜头的像素数相等，与一般的数码相机摄影后的画面尺寸相比较显得非常小．另外，微镜头和原始图像像素的位置关系由微镜头不同有微小的差异．所以，对于像素再配列来说，像素值需要一个补充差值．其结果就是会导致最终图像的解像度有稍许劣化．
移动加算映射算法，实装是比较容易的，但是最终的解像度不好．为了得到更好的图像所用的光线束投影法，以下进行说明．
图6上部所示，图像感应器和微镜头阵列所获取光线的样子，进行详细说明．3章所述，图像感应器的各像素获得一束光线进行了说明，但是要更正确的话，要获得一定程度的光束宽度。光束投影映射如图6下部所示，是一种将获得的光束投射到设定焦点距离的假想图像上的方法．
各像素所获得的光束能够按照以下方法计算．图7是图像感应器的放大图．在此，图像感应器面和微镜头阵列面的距离与微镜头的焦点距离f 相等，像素为点．图中其他尺寸记号的意思以下说明．
a:微镜头的直径。
q:像素的位置。表示从覆盖微镜头的光轴的距离，以符号表示。
r:微镜头光轴和主镜头光轴的距离。
θ:获得的光线束和光轴所形成的的角度。
此时，像素所获得的光线束是平行光，对于光轴θ=arctan(-q/f)以此相交．光线束的直径a?cosθ，位置为主镜头光轴到微镜头阵列面r的距离．
像素所占面积和，图像传感器面和微镜头阵列面的距离，按照一般情况来考虑和计算的话，比较复杂，但是按照相同的顺序的计算是可行的。图8中是移动加算法和光线束投影所形成的映射图像的比较．图8(a)为样品图像整体．图中的前方参照范围是从Lytro开始30cm左右，后方参照范围是2m左右的距离．(b)和(c)进行比较，光线束投影形成的映射图像的解像度较高．另外，包括此实验在内，为了分析Lytro的输出文
件，用到了开源的lfptool.
5. Web 图像映射
用Lytro摄影后，将主机与电脑连接，经过数十秒的处理时间，形成２个文件．一个为图3所示图像感应器生成的原生图像．另一个是由复数JPEG图像和20×20像素的深度图像打包到一起的文件．
复数的JPEG图像分别是最靠前合焦的图像，中间位置合焦图像和最靠后合焦图像等焦点位置不同的图像。图像的总张数是按照场景的纵深决定的，纵深大的图像10张左右，纵深小的4张左右。这些焦点位置不同的图片，在相机连接
到电脑时借由软件进行纵深调整形成光场映射。
利用这些复数的JPEG图像和纵深图像来生成Web浏览器可查看的再聚焦图片．Lytro将拍摄的图像生成Web图像的同时可以用鼠标点击任意希望聚焦位置，进行重新聚焦．其反应时间非常短．另外如第4章所说明的映射方法，虽然不是特别复杂，但是也不能做到即时实施．
鼠标所点击位置的距离测量处理也很必要．为了让Lytro能够即时生成重聚焦图像，要重新根据焦点不同的数张JPEG图像和1张纵深图像进行计算．
图9，表示推测出的Web的重聚焦图像的结构．用户在图像上点击位置进行再聚焦，到指定被摄物之间的距离要从纵深图像中读取．将从此深度附近抓取两张焦点接近的JPEG图像．再聚焦图像是把这些图像的中间值图像进行适当的加重然后平均化后生成的图像．
2张JPEG图像加重平均处理，中间图像为根据其所模糊的图像．为了改善中间图像，要用到焦点位置分别不同的3张JPEG图像，就可以强调中间图像高频范围．2张的合成，3张的合成，此处说讲的处理并不是非常高深的事情．在Web浏览器上实现即时处理是可行的．
6. Lytro的课题
Lytro是划时代的相机．但是还停留在未来性的相机上，并没有普及到一半消费者．在此说一下关于Lytro的几点课题．
最大的课题，最终图像的像素或者说解像度太小．一个微镜头的直径覆盖10个像素，相比一般的相机尺寸要小10倍，横竖像素数只有十分之一．而且Lytro对图像感应器的像素的利用率也不好．Lytro的图像感应器3280×3280像素，微镜头阵列是330×380，每个微镜头所分到的像素是85.8个像素．另外，从图3来看，微镜头所用到的有效像素大约是50个像素．所以有40%左右的像素就用不到了．
微镜头边界上的像素无法使用，微镜头周
边的像素所记录的光线的质量较差．如图10，表示了微镜头所对应的5处的像素所构成的小图像．此原稿的画质很难详细确认、1-3的图像光鲜明亮，相比起来1-1的图像整体偏红，摩尔纹和噪点能看到．光量也较少．3-3的图像整体偏蓝，同1-1一样画质不好，有摩尔纹和噪点．
Lytro的在对焦功能能够很好使用的话，就要习惯于Lytro．Lytro的主镜头直径约25mm，图像感应器4.6mm×4.6mm．要用这个尺寸的镜头和图像感应器体验郊外模糊感觉的话，就要在正常的构图中，使用近摄等（微距摄影）方法．所以正常的拍摄并不能充分发挥Lytro的性能．拍摄后的再聚焦功能，并不是静止画面，也可能会是动画摄像．
现在的Lytro要针对各个框体内进行各种校准．最关键的校准是图像感应器和微镜头阵列的定位．如果此项不能正确的重合，就不可能有高品质的图像映射．
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.wendangku.net/doc/eb2480530.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。
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
多光谱相机原理及组成
多光谱相机原理及组成 多光谱成像技术自从面世以来,便被应用于空间遥感领域。而随着搭载平台的小型化和野外应用的需求，光谱成像仪在农业、林业、军事、医药、科研等领域的需求也越来越大。而在此之前成像技术并没有那么高，只能对特定的单一的谱段进行成像。虽然分辨率高但是数据量大难以进行分析、存储、检索，而多光谱成像是将所有的信息结合在一起，这不仅仅是二维空间信息，同时也把光谱的辐射信息也包含在内，从而在更宽的谱段范围内成像。 多光谱相机的基本构成 1.光学系统 可以在各个谱段内范围内成像，可以很好的的控制杂散光，是多光谱相机最重要的部分，对工作谱段范围和分辨能力起了决定性的作用，还可以设定工作焦距视场角大小等 2.控制和信息处理器 控制监督多光谱相机的整个工作过程，并收集图像数据，并进行储存。 3.热控装置 由温度控制器、隔热材料、散热器、热控涂层等组成 4.其他结构 物镜、电路系统、探测器及其他零配件 多光谱相机的工作谱段范围 人眼所能能识别的光谱区间为可见光区间，波长从400nm到700nm;普通数码相机的光谱响应区间与人眼识别的光谱区间相同，包含蓝、绿、红、三个波段;而多光谱相机的工作谱段范围在其基础上，可以分可见光、近红外光、紫外光等每台多光谱相机的分辨率不同，所应用的领域也不同 就比如说我们在做植被调查的时候，植被的可见光波段对绿色比较敏感对红色和蓝色反射较弱。相对于可见光波段，植被在近红外波段具有很强的反射特性，多数植被在可见光波段的光谱差异很小。而在近红外波段的光谱差异更大，光谱差异越明显越有利于分类。 光谱特性 我们知道像素运用复杂的大气准则来，复原反射光谱和辐射光谱所的到的数据分析，得到不同物质的反射率不同，称之为光谱特征。如果有足够的光谱特证，可用于识别场景中的专用材质，其中包括光谱范围、宽度、分辨率。范围是指相机获取图像来自的光谱段，谱段的宽度反映了谱段设置的要求、通过努力衡量大气中物质的光谱特性还有传感器的光谱响应，就要考虑大气中的吸收和散射。多光谱相机的光学系统 光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。通常用来成像或做光学信息处理。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射(或反射)球面组成的光学系统称为共轴球面系统，曲率中心所在的那条直线称为光轴。其中参数包括焦距、视场角、相对孔径等。 多光谱相机的反射光学系统 如果光学系统中的光学镜片为反射镜，则此系统称之为反射系统，反射式光学系统最大的优势就在于其光谱范围很大，对各个谱段都适用，并且不需要矫正二级光谱，但是因选用的是非球面镜片，会使系统的加工和装配变得十分困难，增加制作工艺难度
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!
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
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。
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。
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。
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
激光相机结构与原理
激光相机结构与原理 1 基本结构组成 (1)激光打印系统：包括激光发射器、调节器、发散透镜、多角透镜、聚焦透镜、高精度电机及滚筒。 (2)胶片传送系统：包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、电机及动力传动部件等。其功能足将胶片从送片盒中取出，经过传动装置送激光扫描位置，当胶片曝光完毕再将其传送到收片盒或者直接送到洗片机输片口，完成胶片的输送任务。 (3)信息传递与存储系统：此系统包括电子接口，磁盘或光盘、记忆板，电缆或光缆以及A/D转换器、计算机等。它的主要功能是将丰机成像装置显示的图像信息，通过电缆及电子接口、A/D转换器输入到存储器。再进行激光打印。电子接口分视频接口、数字接口、DICOM接口。一台激光相机可以连接多个成像装置，根据成像系统的输出情况选择不同的接口。为保证多机输入同时进行，激光相机装有硬盘，以缓冲进入的图像进行队列打印，确保连续图像输入和图像打印无锁定进行。 (4)控制系统：该系统包括键盘、控制板、显示板以及各种控制键或者按钮，用来控制激光打印程序、幅式选择、图像质量控制调节等作用。 2 工作原理 (1)信号处理：当激光照相机接通电源后，机器控制系统(MCS)对中央处理器(CPU)和传递系统进行自检。自榆完成后，MCS送硬件复位指令到图像管理系统(IMS)，使IMS初始化。当Ready指示灯亮时，说明照相机已准备完毕，可以使用。 操作者用遥控器(键盘)存贮按钮存贮每一幅图像，并向多路器(MMU)送出指令、图像数据，MMU接到指令后，由CPU控制输出编排器，根据操作者的设置，将激光照相机图像编排成行、放大、然后将图像数据从数字转化成模拟形式。 (2)光源工作原理：激光相机的光源为激光束，激光束通过发散透镜系统投射到一个转动的多角光镜再折射，折射后的激光束再通过聚焦透镜系统打印在胶片。半导体激光其波长为820nm，在红外线范围内，它可将成像所需的数据直接用激光束写在透明胶片上；气体激光(氦一氖)其波长为633nm，接通激光器后至少要预热10rain，使其达到定温度后才能运转。胶片图像的分辨率主要决定十激光束的直径(像素大小和像素矩阵数) 激光束的强度可以南调节器凋整，调节器受数字信号榨制。成像装置把图像的像素单元值以数字的力。输入到激光打印机的存储器中，并以此直接控制对每个像素单元的激光曝光强度当激光发生器工作正常后，图像模拟信号控制激光调制器。用以改变激光束的明暗度，通过一系列透镜聚焦和反光镜(约10个)把激光束传送到胶片上。在此过程中．利用光敏探测器从一个固定光束分流镜中连续不断采集信号，反馈到激光发生器，使源激光束保持稳定变。用旋转光束分流镜控制光束传送到胶片上使其感光，这种方式亦称X 轴快速扫描。 照相机柜内的鼓是以固定速度传送胶片的，这称为Y轴慢速扫描。这样以600行／秒图像数据的速度准确地复制全部图像。 (3)打印工作原理：胶片由供片的储存暗盒自动提供胶片。在引导轴传送下装载在专用的打印滚筒下，滚筒随即转到打印位置，此时激光柬按照计算机及矩阵指令，把图像的像素单元PIX—EL的灰度值的数字化桁度传人激光相机存储器中，直接控制对f每个像素单元的激光曝光时问、进行缇弱改变。 激光束通过多棱镜的旋转进行扫描式的打印，住全部曝光过程中滚筒和激光束做精确的同步运动，根据生机成像装置编排的版面和图像尺寸。选择多幅照片的图像取舍和排列，用操作盘来完成，进行打印，每幅图像的矩阵像素为4k~5k，待全部图像打印完后胶片即被传输到接片龠内或传输到自显机内自动冲洗。 3 激光相机图像质量的调校原理
数码相机电源电路工作原理
数码相机电源电路工作原理 从目前公司使用的电源部分主要可以分为以4.5V供电、3V供电和锂电池供电几种形式。下面将不同的供电形式之电路作说明： 一：DC4.5V供电： 1.电子线路图： D6 IN5819/NC 图一 U10 GND 图二
0.1uF C0402 GND 图三 图四 GND L9U7 EUP3406C560.1u C0402 图五
GND GND 图六 System Power 3.3V U6 VCC3 3.1V LDO for A/D PD 图七 工作原理： 当VBAT 接通DC4.5V 或VUSB 接通USB 5V 时，产生一个VIN-A 电压（如图一），一路经过电源稳压IC U10输出复位电压RTC-VDD （图二）,此电压经过电阻R79，R83分压后加到DSP 复位脚123脚（如图三）.另一路经过电源管理IC U5（AIC1555）工作，通过R33与R35取样电路从第8脚通过L3后输出基准电压VCC3（如图六）.此电压直接加到场效应管Q6第2脚.当按下S1POWER 键时相机分为两路工作,一路使Q6第1脚通过网络PWRON 接地,此时Q6导通,电压通过Q6后产生电压V33V 。（如图四、图七） 当松开POWER 键时Q6第1脚高电平Q6截止.另一路到经过网络PWR_KEY 加到DSP ,DSP 检查所有电路,如果电路都正常,则DSP 输出高电平PD 信号通过R42使Q7导通将Q6第1脚持续低电平,V33V 电压始终保持。（如图四、图七） V33V 电压给整个系统各个部份（DSP ，SDRAM ，F/W ，KEY 电路，SENSOR 电路，TFT 电路，DSP 复位电路，SD 卡座电路等）供电. 一路经过电源IC U7降压后输出V18V ，为DSP 供电,另V18V 经过U4转换为SV1.2V 给SENSOR 供电。（如图五） V33V 经过电源稳压IC U6稳压后输出V31V 通过R39 10UH 电感输出V31A 电压持续给整个系统的数据处理提供电压.当DSP 检测各路电压都正常后，12M 晶振起振,然后复位电路动作，IC U12给DSP 一个RESET 信号。相机开始工作，各部份电路工作正常。
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。
照相机工作原理
照相机工作原理 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
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照相机还能够手动聚焦。下一课中，我们还会详细介绍自动聚焦功能。
单反相机工作原理
单反相机工作原理 最新答案 单镜头反光照相机，是用一只镜头并通过此镜头反光取景的相机。所谓“单镜头”是指摄影曝光光路和取景光路共用一个镜头，不像旁轴相机或者双反相机那样取景光路有独立镜头。“反光”是指相机内一块平面反光镜将两个光路分开：取景时反光镜落下，将镜头的光线反射到五棱镜，再到取景窗；拍摄时反光镜快速抬起，光线可以照射到感光元件CMOS上。 单反工作原理 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。 在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件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。 单反相机的工作原理 快门含义 快门是镜头前阻挡光线进来的装置，是一种让光线在一段时间里照射胶片的装置。一般而言快门的时间范围越大越好。秒数的适合拍运动中的物体，某款相机就强调快门最快能到1/16000秒，可轻松抓住急速移动的目标。不过当你要拍的是夜晚的车水马龙，快门时间就要拉长，常见照片中丝绢般的水流效果也要用慢速快门才能拍出来。 至于单反相机常见的b快门功能，虽然可由你自由决定曝光时间的长短，拍摄弹性更高，不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持，最多提供如2秒、8秒、16秒等较慢速度的默认值。
快门 单反相机的特点 它只有一个镜头，既用它摄影也用它取景，因此视差问题基本得到解决。取景时来自被摄物的光线经镜头聚焦，被斜置的反光镜反射到聚焦上成像，再经过顶部起脊的"屋脊棱镜"（注）反射，摄影者通过取景目镜就能观察景物、而且是上下左右都与景物相同的影像，因此取景、调焦都十分方便。摄影时，反光镜会立刻弹起来，镜头光圈自动收缩到预定的数值，快门开启使胶片感光；曝光结束后快门关闭，反光镜和镜头光圈同时复位。 单镜头反光相机可以随意换用与其配套的各种广角、中焦距、远摄或变焦距镜头，也能根据需要在镜头安装近摄镜、加接延伸接环或伸缩皮腔。总之凡是能从取景器里看清楚的景物，照相机都能拍摄下来。使用120胶卷的简易型单镜头反光照相机一般不用五棱镜（如长城DF－4型），可直接在毛玻璃上取景、调焦；中、高档单镜头反光照相机还可以换上俯视取景器取景（如珠江S－201、尼康F3），因此同样可以像双镜头反光相机一样进行低位仰摄或倒置取景。这也是单镜头反光照相机逐步取代双镜头反光照相机的原因之一。 单反相机 以上就是整个单反相机的工作原理和单反相机的讲解了。你没事可以多看看关于相机拍摄教程。这些教程一般都在教程有讲解的。（转载）
光场相机工作原理
光场相机Lytro 的运作原理和运算方法 A Light Field Camera “ Lytro ” , the Principle and Algorithms 概略Lytro 以在照片拍摄后，照片的对焦点可以自由变换的相机而被知晓 .Lytro 称其为光场相 机.成像部分是由图像感应器和微型镜头所构成 ，并得到入射光束集中的光场?然后从光场再处理 成最终的画面，光线集中相当于计算镜头的运作.本文就Lytro 的动作原理和画面生成的运算方法进 行解释. 1 .前言 数码相机是在摄像像素点上形成鲜亮的光 像，并把此光像忠实的反应成数码影像的装 置。但是光场相机则是采用与数码相机完全不 同的原理所被认知。此相机是采用光场（光线 空间）得到多条光线，再将光线集合并经过一 种图像处理得到最终成像的相机。其代表机能 为利用摄影后的后处理，变更相机焦点距离的 再对焦机能。 初期的光场相机是用多台相机纵横排列成 的相机矩阵的实配.相机矩阵对机能有验证作 用，但是没有实用性?另一方面， Ng 式做了在 成像像素的前面配置微镜头，通过致密的框体 集中光线的光场相机.之后， Ng 为了将此技术 商品化而成立了公司，在2012年开发了 Lytro . 本文是根据Ng 的论文及实际的分析解析为基 础解释 Lytro 的运作原理，机能，运算方法 图1为Lytro 的影像感应器的扩大照片影像感应器是数 码相机用的CMOS 感应器，内间距为1.4卩m ，影像 感应器上覆盖蜂巢结构的微镜头，微镜头的内间距 为14卩m 。影像感应器3280*3280像素的面积上覆盖 330*380个微镜头，一个微镜头的直径大约是 10个 像素点的长度。 2. Lytro 的影像感应器 図］测廿一豁e 扭;大写卓 豊迪工iz 夕卜口二夕乂 卜十一）