数码照相机原理（数码相机的照相原理是什么）_数码相机_相机_镜头

本文目录

• 数码相机的照相原理是什么
• 数码相机的原理是什么
• 数码相机的原理简单说明
• 数码相机的成像原理介绍
• 数码相机的原理是什么数码相机与普通相机又有何不同

数码相机的照相原理是什么

（1）光学镜头：将景物的光汇聚，（这部分的原理是凸透镜成像原理），到达感光器件；
（2）感光器件：通常是CCD或CMOS，将景物的光信号变成电信号；
（3）微处理器：将电信号进行数字化处理（变成以像素为单元的数字信号，一个像素通常由3个或更多的字节存储），再进行一定的压缩和编码，成为不同格式的数字文件（Raw，或Jpg等）；
（4）外存储器：将数字文件存储在外存储器上。

数码相机的原理是什么

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)
&COMS
(互补金属氧化物半导体)
取代了胶卷来收集影象,并用一个LCD显示屏将收集到影象立刻展示给你,而传统相机要等冲印出来才能看到,但是其成像原理都是一样

数码相机的原理简单说明

数码相机的工作原理是：首先通过镜头接收光线，然后被称为CCD（电耦合元件）的摄影元件（有时也使用CMOS传感器）将所接收的光线转换成电信号，最后将电信号作为数据记录到内置存储器和存储卡中。在数码相机的基本性能中，像素数、摄影元件、变焦倍率和镜头亮度这几个技术指标最为关键。
一、像素数
在数码相机的规格和广告中最先映入人们眼帘的描述一般就是它的像素数。所谓像素数，可以理解为在摄影元件上设置的像栅格一样的东西。而光线的颜色和强度则能够以这种栅格为单位接收到相机中。所以，栅格越细（也就是像素越多），照片的颗粒就越细，相应地拍摄对象的细节部分就表现得越好。
但在广告上、样本上、说明书上、相机上标出的数据有时却是不一样的，明明一个400万像素的数码相机，拍摄的图像文件尺寸怎么算也只有390万像素，这里面是不是该有什么标准呢？
确实，在以前，我们看到这些像素数的数据时还要在心里仔细盘算，因为图像传感器的技术发展非常迅猛，原有的标准出现了许多漏洞。JCIA(Japan Camera Industry Association，日本照相机工业协会)于2001年7月发布了《数码相机规格标注指导》，严格规范了各种标称方式的名称、内容，以谋求能够为一般消费者提供可以作为挑选数码相机依据的指标。
新标准的要点是，作为表现数码相机性能的指标，将优先标记“有效像素数”，一般消费者在购买数码相机时，应以有效像素数作为选购的依据。新的标准适用于从2001年9月1日开始销售的数码相机。JCIA希望这一标准能够成为全球数码相机业界的标准。
下面我们把用户可能在选择时遇到的像素数指标罗列如下，使用户在评判时有所依据。
（1）有效像素数（Number of Effective Pixels）
它在规范中被指定为数码相机描述性能时最优先提及的指标。根据物理学光衍射原理, 在相机的光通道(取像孔)被厂家固定下来后,在CCD上成像时外缘部分会形成衍射现象,导致图像模糊。为了提高图像质量,我们就会放弃在这部分像素点上的成像内容,这样一来，成像单元(像素点)就没有百分之百地被利用, 导致实际利用像素数没有提供的那么多，这样被利用的绝大部分像素数就是“有效像素数”了。这就是为什么我们总在数码相机的说明资料中常看到“有效像素数”的原因。
（2）总像素数（Number of Total Pixels）
这是图像传感器本身的规格，是传感器上所有像素的数目。在设计一系列产品时，可能采用同样的镜头和CCD，但最终在市场上要依靠像素数和外围设计区分档次，所以目前一些数码相机镜头的成像范围要小于CCD面积，只能利用部分CCD的像素。因此，我们常常可以看到有效像素数小于总像素数的情况。
（3）记录像素数（Number of Recorded Pixels）
这是最终记录在存储媒体上的静态图像中所包含的像素数。一些采用插补、智能像素扩充技术产生的高分辨率图像也可以按照这个标准标出，因此，对一些采用独特布局或是算法的CCD的数码相机来说，记录像素数代表了其性能的重要一面。当然，厂家会标注出采用何种技术产生的这些像素。
（4）输出像素数（Number of Output Pixels）
这是通过输出转换后，数码相机产生的图像中包含的像素数。这个指标和记录像素数有些类似，但它是最终传递到计算机中的图像分辨率，与存储媒体中的数据略有不同。
看了以上这些指标，你是不是心中有数了呢？找一款数码相机的样本看看可能会更直观一些。其实也不必太深究它们的含义，目前比较新的数码相机（2001年7月以后上市）都把有效像素数作为最明显的指标。在统一的标准之下，我们也就更容易选择符合自己需求的产品了。
二、摄影元件
另外，摄影元件（CCD）尺寸也很重要。如果像素数相同，摄影元件越大，每个像素的尺寸就越大。像素尺寸越大，所能处理的数据量就会增加，从而就能够区别微细光线的颜色和强度，也就能够生成层次感丰富的照片。
中档数码相机一般使用尺寸在1/2.7～1/1.5英寸的CCD，但是高级单反相机有的会超过1英寸。
当前的数码相机上CCD的直径大小常见的尺寸有：2/3英寸和1/1.8英寸等。在一块CCD板上如果集成了200万个光电成像单元,那我们就说这款数码相机就是200万个像素的。所以当CCD板的大小和集成度固定下来后，像素点就变成绝对概念了。在集成度一样的前提下，CCD尺寸越大的数码相机像素数就越高，当然分辨率也就越大，价格就越贵。
三、变焦倍率
（1）镜头焦距
镜头焦距是相机镜头最重要的特性之一，为了让传统摄影者很容易地了解消费级数码相机镜头焦距的意义，我们常常将其转换成135相机的等值焦距。镜头焦距指的是平行的光线穿过镜片后，所汇集的焦点至镜片间的距离。基本上，若是被摄体的位置不变，镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。
即：放大率＝影像尺寸/被摄体尺寸光学变焦
例如，Nikon CoolPix 990数码相机的镜头焦距为38～115mm(相当于135相机)，我们便说它是3X的光学变焦。原始的镜头焦距为38mm，经过镜头系统的伸缩改变，最大可以将镜头焦距调整到115mm。在相同的拍摄距离下，可以将被摄体放大3倍。
（2）数码变焦
今日的数码相机已经演进成小型的计算机一般，内部含有操作系统，可以执行既定的程序。透过程序的演算及光学系统的配合，我们可以将被摄体再做局部放大，以插补的方式仿真出光学变焦的效果。数码变焦必然会损耗掉影像的品质，在一般的拍摄状况下，我们都不建议使用数码变焦的功能。但我们也知道“较差的相片”胜过“没有相片”，在某些特殊状况下，我们还是会动用“数码变焦”的功能。
（3）光学变焦 VS 数码变焦
光学变焦的影像品质胜过数码变焦，请尽量采取光学变焦的功能。光学变焦及数码变焦的计算如下。
若一相机的光学变焦为3X，数码变焦为4X，则该相机合并运用光学变焦及数码变焦功能，可以达到12X的放大能力(尽管这不太实际)。
（4）定焦与变焦
无论是什么品牌的相机，变焦的功能同样还是会造成影像品质的损耗，因此，同级的数码相机/镜头系统，定焦镜头所拍摄的结果，应该比变焦镜头还要锐利。另一方面，定焦镜头较易设计，成本较低，但是在构图时，则没有变焦镜头那么方便。
对于数码相机来说，变焦倍率越大，远景拍摄就越方便。但相应地镜头就越大，价格也就越高。
如果只是把数码相机用作记录用途，而采用尽可能轻便的产品的话，可以选择无变焦功能的产品。而稍微需要一点变焦功能的话，有3倍左右的变焦功能也就足够用了。
但是，规格中也许会出现“光学变焦倍率”和“数码变焦倍率”两项。其中体现镜头性能的是“光学变焦”。“数码变焦”是指将部分图像裁剪出来进行放大的功能。所以，利用数码变焦进行放大的越多，画质就越差。
四、镜头亮度
“F值”表示镜头亮度。不用闪光灯在中午进行拍摄时，达到F4.5左右就足够了。但是当经常在傍晚时分或光线昏暗的室内拍摄时，最好达到F3.5或F2.8左右。
虽说如此，镜头的性能并不能仅由规格来判断。模糊度、色彩表现性能以及外部光量和像差等数据并不写在规格中。另外，摄影目的和个人兴趣不同，喜好也就不同。这方面最好是参考杂志上刊登的测试报告。
五、其他需要注意的地方
对数码相机的易用性影响较大的规格包括从打开电源到可以拍摄之间的启动时间、可连续拍摄的最短时间，以及从按下快门到快门关闭之间的时滞。为了不放过任何拍摄时机，显然这些指标的数值越小越好。

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。

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。