数码相机成像原理(数码相机成像原理示意图)

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数码相机是怎么成像的?

照相机的成像原理是:

照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像。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。数码相机正是使用了感光器件,将光信号转变为电信号,再经模/数转换后记录于存储卡上的。


数码相机的成像原理介绍

  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。下面是我为大家精心推荐数码相机的成像相关知识,希望能够对您有所帮助。

  相机的成像原理

  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。

  (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。

  基本部件

  1 镜头

  镜头是一部相机的重要组件之一,可以说是相机的灵魂,数码相机采用什么镜头是一个非常重要的参数,也是区分不同档次相机的重要指标。

  虽然由于感光元件分辨率有限,对镜头的光学分辨率要求也比较低,但由于普通数码相机的影像传感器要比传统胶片的面积小得多,因此镜头的解析度需要很高,一般来说,数码相机采用的光学镜头的解析能力一定要优于感光元件的分辨率。例如,对于某一确定的被摄目标,水平方向需要100个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为10线/mm的镜头完全能够胜任;若成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在100线/mm以上。

  2 闪光灯

  闪光灯是增加曝光量的方式之一,尤其在光线较暗的场合,利用闪光灯可以使景物更加明亮。图1-6、图1-7示出了数码相机的内置闪光灯。数码相机内置的闪光灯一般有三种模式,即自动闪光、强制闪光和关闭闪光,有的相机还具有消除红眼、慢速同步闪光等功能。

  3 取景器

  数码相机上使用的取景器有多种类型,包括LCD取景器、单反式取景器、旁轴式取景器等。

  LCD屏幕有黑色和白色两种类型,彩色又分为伪彩和真彩两种,其中伪彩价格便宜,但显示效果差;数码相机中用于取景和回放的LCD都是质量较高的TFT真彩。在TFT LCD中又包括反射和透射两种,反射式反射正面的环境光工作,从不同角度观察差别较大,显示较暗,但具有省电、造价低等优点;透射式依靠背后的灯光进行工作,角度变化小,显示较亮,但耗电量较大。

  作为大多数数码相机必备的取景方式,利用LCD取景可以改正传统相机取景的缺点,它可以回放照片,随时显示相机存储器中记录的全部照片影像,对于不满意的作品可以删除后重新拍摄,这样可最大限度地节省存储空间,并且可以及时地发现诸如构图取景、用光等方面较明显的问题。有的数码相机还设计了可以旋转的LCD屏幕,这样使原来很困难的取景工作变得十分轻松,例如要拍摄靠近地面的植物的特写镜头时,不用像使用传统相机一样趴在地上,只需将相机放低,然后将LCD屏幕翻过来即可。而一个人独立外出旅行时,可以将镜头对准自己,将LCD屏幕转过来,自己给自己来个特写。

  4 影像传感器

  目前数码相机所使用的影像传感器有CCD和CMOS两种类型,前者技术已经很成熟,后者是新兴的技术,代表未来的发展方向。

  CCD(Chagre Couled Device),即电荷耦合器,如图1-12所示。目前被广泛应用于大部分数码相机上,这是一种特殊的半导体材料,它由大量独立的光敏元件组成,这些光敏元件通常按矩阵排列。光线透过镜头照射到CCD上,并转换成电荷,每个元件上的电荷量取决于其受到的光照强度。当摄影者按动快门时,CCD可将各个元件的信息传送到模/数转换器上,然后将模拟电信号转变为数字信号,数字信号再以一定的格式压缩后存入缓存内,这样就完成了数码相片的整个拍摄。

  5 按键

  在进行拍摄工作时,传统相机大都通过按键或者转动转盘来实现,而数码相机是通过菜单来选择功能的,某些专业数码单反相机为了适应传统相机用户的使用习惯,将一些常用功能设计成与传统相机大体一致的方式。若在进行抓拍时,直接按按键比使用菜单进行设置更加快捷。

  单反相机介绍

  单反的全称是“单镜头反光相机”(Single Lens Reflex Camera,缩写为SLR camera),又称作单反相机,台湾及香港地区将单反相机称作“单眼”相机。它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。

  单反并非数码时代的产物,早在胶片时代就已经存在单反相机。随着照片的载体走向数码化,单反也随同进入数码时代,现在我们所说的单反通常都是说单反数码相机。


照相机的成像原理是什么?

1、传统相机成像原理

镜头把景物影象聚焦在胶片上成像,片上的感光剂随光发生变化,片上受光后变化了的感光剂经显影液显影和定影,形成和景物相反或色彩互补的影象。

2、数码相机成像原理

光线透过镜头投射到感光元件表层,光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光,色光被各滤镜相对应的感光单元感知,并产生不同强度的模拟电流信号,再由感光元件的电路将这些信号收集起来,模拟信号通过数模转换器转换成为数字信号,再由DSP对这些信号进行处理,还原成为数字影象,数字影象再被传输到存储卡上保存起来。

扩展资料:

用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。

在照相机被发明之前,人们就已经开始利用“小孔成像”原理制造各类光学成像装置,这种装置被称为“Cameraobscura(暗箱)”。

19世纪上半叶,人们终于找到了固定保存暗箱中投影面上光学图像的方法与介质,照相机工业由此发端,因此Camera obscura被认为是照相机的祖先;而“Camera”则成了照相机的英文名称。

参考资料来源:百度百科——成像原理


数码相机成像原理

  导语:物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小,像距越小,虚像越小。

  数码相机成像原理

  1.数码相机成像原理--简介

  数码相机,英文全称:Digital Still Camera ,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,数码相机的.传感器是一种光感应式的电荷耦合器件(CCD)或互补性氧化金属半导体(CMOS)。在图像传输到电脑以前,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)已很少用于数码相机设备。

  2.数码相机成像原理--结构

  无论是哪种款式的数码相机,大都包括镜头、闪光灯、取景器、影像传感器以及按键几部分。

  镜头----是一部相机的重要组件之一,可以说是相机的灵魂,数码相机采用什么镜头是一个非常重要的参数,也是区分不同档次相机的重要指标。

  闪光灯----是增加曝光量的方式之一,尤其在光线较暗的场合,利用闪光灯可以使景物更加明亮。数码相机内置的闪光灯一般有三种模式,即自动闪光、强制闪光和关闭闪光,有的相机还具有消除红眼、慢速同步闪光等功能。

  取景器----数码相机上使用的取景器有多种类型,包括LCD取景器、单反式取景器、旁轴式取景器等,现在数码相机几乎同时配备有普通光学取景和LCD取景,用户可根据具体的情况进行选择。

  影像传感器----目前数码相机所使用的影像传感器有CCD和CMOS两种类型。CCD被广泛应用于大部分数码相机上,它由大量独立的光敏元件组成,这些光敏元件通常按矩阵排列。

  按键----在进行拍摄工作时,传统相机大都通过按键或者转动转盘来实现,而数码相机是通过菜单来选择功能的,若在进行抓拍时,直接按按键比使用菜单进行设置更加快捷。

  3.数码相机成像原理

  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。

  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。

  当你对准拍摄目标,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,所以还不能被计算机识别,需要通过A/D转换成数字信号,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,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,此时通过LCD可以查看所拍摄到的照片。


数码相机的原理是什么?数码相机与普通相机又有何不同?

数码相机还有一个名字,就是数字化相机。数码相机里有个系统和普通的照相机没有什么差别,但是数码相机的影像记录方式却和普通相机的影像记录方式完全不同。数码相机使用的是一组光电耦合器件。

数码相机的成像原理

数码相机所用的光电耦合器件CCD所传递的是模拟信号,所以需要一个ADC器件进行数字化处理。然后再通过MPU去读出CCD的数据信息,对其进行压缩转化和其他常规处理后再变成特定的图像格式,接着图像以文件的形式存储在存储器中。又因为CCD的构造以及它的功能不同所以数码相机捕捉影像的速度也是不同的,分为静物拍摄和动态拍摄。

数码相机与普通传统相机的比较

1、数码相机的处理时间与传统相机的不同,从按下快门到数码相机存储下照片之前,要延迟大约1.5秒。这是因为数码相机需要进行光感传感器读取影像、高速光圈或改变快门速度、检查自动聚集、打开闪光灯,等运作过程将拍下的图像转成数字元信号,所以数码相机没有传统相机那样连续的拍摄图像。可以说是分辨率越高,需花费的时间也越多。

2、数码相机的储存媒体与传统相机的储存媒体不同。数码相机的储存媒体为记忆卡,数码相机拍下的图像是通过数字元方式存储在记忆卡中。而传统相机的储存媒体则是底片,普通相机拍出的相片是通过化学的方法存储在底片上。

3、在相片质量上数码相机与传统相机二者也有不同。数码相机的采集原理只有亮或者暗两种情况,并且数码相机的CCD在比较亮或者比较暗的光线下会丢失些细节,而且有时会很难矫正。数码相机适用于单调光、用闪光灯或者HMI光源下拍照会有不错,令人满意的效果。而一个35mm传统相机的分辨率却能轻易地达到2500dpi,数码相机就无法达到如此高的分辨率。

4、数码相机所拍摄的影像可以直接输入计算机,经过影像处理软件处理后打印出来。当然,数码相机并不是只有这一种方法还有一款数字冲洗。但是传统相机的影像必须在暗房冲洗。

5、数码相机的成片的功能上具有明显的优点,数码相机在计算机上便于进行编辑处理,存储量大,也易于传输和长期保存。只要有合适的输出设备数码相机输出也当的便捷,这些优势可是普通相机比不得的。传统相机要冲印成片,就必须要交给冲洗店冲洗,数码相机就不用这么麻烦了,因为它可以通过喷墨打印机,相片打印机和数字冲洗店。更为方便。在成本上数码相机还是有些不足的,数码相机的机体价格昂贵,由于数码相机采用电子式构造,基于机密度的考虑,所以数码相机的价格一直也无法降低。

数码相机的影像质量也是有待提高。然而这个缺点却只能通过增加分辨率和技术的进步才可以解决。

如果你使用的是数码相机还是有一些注意事项要知晓的

1、数码相机的存放要远离潮湿和灰尘。(在保护数码相机前要把它的电池给拿出来。)数码相机长期不去使用它可以先把电池拿出来和那个皮套取下来,再把它存放在干燥且干净的盒子中。这样就可以延长数码相机的使用寿命。

2、在使用时不得用力去甩动数码相机,应当将手绳绕在手腕上再将相机挂在脖子上,这样能避免数码相机的无意的掉落。相机拥有者身上的穿戴也要稍微注意,身上尽量少佩戴金属制品或者玻璃制品。以免划伤相机机身和相机的镜片。到时损伤过重难以修复。

3、平时也可以准备摄影包,平时不用的时候可以将数码相机放进摄影包中暂时保存,这样也更加方便。放入摄像包中后也需要远离沙发,柜台边,沙发,椅子等地。以免不小心被人不小心磕着碰着相机和不小心坐碎了相机的镜片。

不管是哪种相机都有它们优势也有它们的不足之处,不能因为不足之处而忽略相机本身优势。根据自己喜好挑选以及喜欢的便好。相机拥有者也需要保管自身所拥有的相机。


数码相机的成像原理?

数码相机与传统相机的成像原理一样,都是物体反射的光线通过镜头折射,在快门后面形成影象,可以通过调节通过镜头光线的数量和时间调整影象.
数码相机与传统相机不同的是用CCD
(电荷耦合器件)