数码相机的拍摄原理解析

数码相机显微照相拍摄技巧

大多数从事科研工作的人都希望自己拥有一台数码相机进行显微摄影，由于专业数码相机价格昂贵，因此民用数码相机在中低档显微数码成像中占有了一席之地，但民用数码相机不是专门为显微数码设计，所以要想在显微镜上拍摄到清晰的显微图片，需要一定的技巧。

目前市场上数码相机品种繁多，功能各异，价格相差悬殊，如果仅从说明书的规格或者技术指标上，一般用户可能看不去它用于显微照相的优点和缺点，只有通过实际使用才能发现这些数码相机比较适合显微照相。CANON 系列的数码相机由于提供了Remote Capture的功能，它可以通过计算机控制数码相机的图像采集，能方便地将显微镜下的图像直接采集到计算机硬盘中。特别是A620/610 G6等数码相机中的“取景器开”功能，可以在计算机屏幕上观察到实时地显微镜的聚焦图像，特别容易调整图像的聚焦，使其更适合显微摄影，其可操作性可以和显微专用数码相机相媲美。

一、 数码相机与显微镜的连接

1.1 G6 数码相机的连接

佳能Power Shot G6属于功能全、易携带的高档消费级数码相机，G6配置了710万象素、1/1.8英寸 CCD，外观采用黑色的涂装，内部使用DIGIC(12bit)影像处理器，4X光学变焦的镜头系统，提供35-140 mm镜头焦长，而最大光焦可达F2.0（W）～ F3.0（T），ISO范围在ISO 50-ISO

400，微距最近为5CM。

安装说明：首先按住释放钮，逆时针方向旋转镜头罩，取下该罩子。

然后将本公司定制的数码光学接口按顺时针旋到数码相机上。显微镜光学接口的另一端是一个标准C型接口，用来与显微镜的相连接，具有三目镜筒的显微镜通过这个接口都能与G6数码相机相连接。

1.2 20D或者350D数码相机的连接

佳能EOS 20D和350D是准专业级的单反数码相机，其影像传感器

第四章 数码相机的工作原理及性能

第一节数码相机的电原理框图

通过数码相机下面的电原理框图我们就可以了解数码相机的摄影原理

上图就是数码相机的主要部件组成和工作原理图。由图可见，被测景物的光线通过相机的光学镜头传送到CCD图像传感器，CCD将光的强弱光信号转换为相应强度的电量信号再传送至A/D模数转换器，A/D模数转换器再将电量模拟信号转换为二进制数字信号，再传至相机的DSP数字信号微处理器，经过数学处理后的数字信号同时传至相机内部的静态/动态存储器存储和传至图像控制器处理，再由图像控制器将图像数字信号处理后再传至LCD液晶显示器显示被拍摄景物的图像，另外还传至图像压缩器将图像压缩成JPEG等格式后，再传至外接存储卡（闪存卡）以及通过USB连线将图像传至电脑或照片打印机。由上述可知，数码相机之所以被称为数码相机，其主要道理就是它把二进制数码信号成像，所以称为数码相机。 第二节 数码相机的的光电传感器

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，其原理是胶卷底片上的无数银盐颗粒感光成图像。而数码相机的“胶卷”就是其成像光电传感器，其原理是光电传感器上的大量光电器件（光电二极管）感光成电图像。传统相机的底片可以从相机内取出来，但数码相机的光电传感器却是与相机固定一体不可取出的。光电传感器是数码相机的核心，也是最关键的部件之一。在数码相机内起着特别重要的作用。数码相机的发展道路，可以说就是光电传感器的发展道路。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；另一种是新开发的CMOS（互补金属氧化物导体）器件。

⑴ CCD光电传感器

CCD光电传感器是电荷耦合器件图像传感器CCD（charge coupled

device）. 它是用一种高感光度的半导体材料制成的感光器件，在该器件上集成了数以百万计以上的数目的光电二极管，这些大量光电二极管能各自把接受到的来自被摄景物的不同亮度的光线转变成相应强弱的电荷，这些强弱不同的电荷量再通过A/D模数转换芯片转换为相应大小不同的数字量，最后再由相机内的微处理器将这些数字量处理成像。下面两张图就是CCD的外形和结构图。

现代检测技与转换技术

-------数码相机的呈现原理

专业：电气工程与自动化

班级：电气11-4班

姓名：程慧东

学号：311108000108

相信大家对于相机来说已经非常熟悉了，对于相机的认识或许还是只停留在对于照相机的使用上，要说对照相机知识层面的了解来说，就是凹凸镜的成像原理。所以在照相机的发展历史中，从最初的黑白巨大型的照相机到现在各种各样的数码相机，不得不感叹科技的发展对我们的生活上带来的巨大改变。所以让我们一起来俩接一下相机的发展和相机的成像原理。

照相机发展的第一阶段：从1839年至1924年：曝光时间长图像不清晰。其中比较重大的事件有：1861年物理学家马克斯威发明了世界上第一张彩色照片；1866年德国化学家肖特与光学家阿具在蔡司公司发明了钡冕光学玻璃，产生了正光摄影镜头；1888年美国柯达公司生产出了新型感光材料－－柔软、可卷绕的“胶卷”；同年，柯达公司发明了世界上第一台安装胶卷的可携式方箱照相机。

二阶段：从1925年至1938年：黑白感光胶片的感光度、分辨率和宽容度不断提高；彩色感光片开始推广。其中比较重大的事件有：1935年，德国出现了埃克萨克图单镜头反光照相机，使调焦和更换镜头更加方便；为了使照相机曝光准确，1938年柯达照相机开始装用硒光电池曝光表。

第三个阶段：从1939至今：小巧化、自动化、电子化。其中比较重大的事件有：1956年，联邦德国首先制成自动控制曝光量的电眼照相机 ；1960年以后,照相机开始采用了电子技术，出现了多种自动曝光形式和电子程序快门；1975年以后，照相机的操作开始实现自动化

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. 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。 .