单反相机成像原理

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1、单反相机成像原理（工程光学论文）（邓志强，12929132，电议）单反相机的英文缩写为SLR-SingleLensReflex，即单镜头反光。在胶片相机时代，按照取景原理的区别。相机可以分为双反、单反和旁轴相机等。所谓的双反，就是指相机的取景和成像用的是两个不同的镜头。一个用来取景，一个用来成像。因为这样的缘故，所以取景的画面和实际拍摄到的画面并不是完全一致的。旁轴相机也差不多，实际拍摄到的画面和在取景器里看到的画面总是存在一定的区别。而单反相机取景、成像用的是一个镜头，所以能“所见即所得”，这也是单反相机的一大优点。（佳能20D数码相机） （双反相机，我们可以看到有两个镜头，

2、上面一个镜头用于取景，下面一个镜头用于成像） （莱卡M8旁轴相机。中间的镜头用于成像，机身右上角的取景窗用于取景）那单反相机的取景原理是怎么样的呢？究竟比别的取景方式的相机好在哪里？从上图我们可以看出，单反相机在取景时，入射光线通过镜头照射在机身内呈45°倾斜的反光板上，再向上反射，透过毛玻璃（也就是对焦屏），再进入机顶的五棱镜，经过一个过程的反射，最后再从目镜射出，被人眼所见。当拍摄者按下快门进行拍摄时，反光板升起，快门帘幕打开，光线直接照在感光原件上进行成像。所以，单反相机取景、成像的核心元件是反光板和五棱镜。现在不少相机厂家开发了一种类似于单反相机，可更换镜头，使用单反感

3、光元件，拍摄出来的效果和单反相机差不多，但是取消了反光板和五棱镜，只能通过液晶屏取景的相机。但是从概念上来说，这种相机不能被称为单反相机。因为从成像上说，这种相机是通过光线照射在感光元件上，再由数码方法将图像显示在液晶屏上的。（图上圈出来的就是反光板）（拍摄时反光板升起，露出了后面的感光元件） （五棱镜）说完了单反相机的成像原理，我现在再简单介绍一下单反相机的构成部分。单反相机，包括传统胶片单反和现代数码单反，主要由三大系统组成：一、光学系统相机系统的关键是由一套复杂的光学元件组成的，光学系统的好坏直接决定了取景的效果和最终成像效果。单反的光学系统主要由镜头系统、反光镜、对焦屏

4、、五棱镜组成。没有长久的光学研发经验的公司是成不了一流的相机生产厂商的，但是光学技术的积累又是需要相当的时间的。这就是为什么佳能、尼康公司在相机市场上始终是行业巨头的根本原因。这也是为什么进入了数码时代，传统的莱卡、蔡司镜头仍然受到摄影师极力追捧的原因。二、机械系统机械系统的多见于机身上，传统相机机身几乎全是依靠机械传动的，包括光圈调节、变焦、对焦、释放快门。即使现代数码单反相机上仍然少不了机械结构。三、电子系统毫无疑问，电子系统在现代相机系统是最重要的部分，但是在早期，电子系统只是单反相机系统里的小弟。最初，相机只有机械和光学两大系统。直到1954年，蔡司依康公司研制出自动曝

5、光控制系统，并把测光和自动曝光（AE）功能引入照相机后，相机才由光学、机械、电子三大部分组成。到了1985年，日本美能达公司的ALPHA7000单反相机的问世，在相机制造业一池平静的的春水中掀起了波澜。该相机在设计中采取了下列先进思路：考虑了人体工学的外形设计，全自动化的控制功能设计、由机身驱动镜头进行快速自动对焦（AF），揭开了现代相机的序幕。又到了1975 年，柯达应用电子研究中心的Steven J.Sasson，于1975年开发世界第一部使用CCD（电荷耦合元件）作为感光元件的数码相机。相机才正式开始进入数字化。在单反相机中，最重要的电子部分包括：感光元件（CCD或者CM

6、OS）和图像处理器。现代的规模化数码单反相机生产厂商只剩下了屈指可数的几家公司，原先创造过无数相机辉煌的一些著名厂家，如美能达、玛米亚、柯尼卡、确善能等在数码时代汹涌的潮流下纷纷销声匿迹了。而现代数码单反相机厂商里，尼康、佳能、索尼三大厂商引领着市场的潮流。但是在这三家厂商中，只能佳能一家公司是完全依靠自身能力进行整机研发的。尼康做不出自己的CMOS，只能由索尼代加工，这就导致了尼康机身的性能始终在索尼的限制下（例如D5000只能拍摄720P的高清视频，而佳能500D能拍摄1080P的全高清视频）。索尼公司虽然电子产品研发能力强大，但是光学系统则全是原美能达的技术收购或者蔡司的

7、合作研发。索尼单反的镜头群支持力不高。专业摄影师的基本配置“大三元”中两个是蔡司的，一个是原来的美能达的翻新。而佳能不光拥有50年的单反研发历史，更在市场把握上牢牢抓住了先机，成为最早步入数码时代的相机生产的厂家之一。如今，包括CMOS、图像处理器和镜头都是自己的技术。所以佳能相机倍受专业摄影师的青睐。单反相机的优点：数码单反有什么优势呢？首先是可以更换镜头。有擅长拍摄风光的广角镜头，也有擅长拍摄人像的标准镜头，如果你喜欢拍摄体育比赛或者演出，长焦镜头可以助你一臂之力。如果你喜欢拍摄花卉、昆