单反工作原理及内部结构 PPT

五棱镜
五棱镜
优质光学玻璃精磨而成的五棱镜有非常优秀的光学性能，反 射率极高，光路中光线损失非常少，因此取景视野明亮清晰。 但是，优质的五棱镜造价昂贵，而且较沉重，增加了整台相 机的成本和重量。所以一般只有中、高端单反相机才使用五 棱镜作为取景装置，而一般低端单反相机则是使用一种叫做 五面镜的装置来代替五棱镜。
单反工作原理示意图
镜头
镜头通常由一块或者多块光学玻璃组成的透镜组，一般由凹 透镜、凸透镜，或其组合组成。镜头的主要功能是收集被照 物体的反射光并将其聚焦于感光材料上
反光镜
反光镜的作用是将镜头捕捉到的画面反射到上方的五棱镜中， 再传递给正在取景器处观察的摄影师。当摄影师按下快门的 一瞬间，反光镜会抬起，同时快门帘也会打开，让更里面的 CMOS进行感光，从而记录画面。
五棱镜
五棱镜的顶端有一个小切角，理论上来说这个切角是不应该 存在的，这个切角是“分光”给相机的测光系统的。相机顶 部的测光系统接受来自于五棱镜的光线，从而完成照片测光
对焦
所谓对焦，是指调较相机镜头，使被拍物成像清晰的过程。 从前人们要拍照只能进行手动对焦，慢慢调较镜头令影像清 晰，但现在的相机都有自动对焦（AF, Auto Focus）功能， 轻轻一按快门，映象就会自动变得清晰。
对焦方式
手动对焦 自动对焦
对焦方式切换
手动对焦
人的肉眼观看取景框中图像，如果图像很清晰，说明 对焦效果好，俗称合焦，如果图像模糊，则没对好焦
自动对焦
自动对焦（Auto Focus）是利用物体光反射的原理，将反射 的光被相机上的传感器CCD接受，通过芯片计算处理，带动 电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦。
反光镜示意图和实物图
拆下后的反光镜
反光镜工作示意图
反光镜
反光镜的中央部分实际上是半透的，一部分光线会透过反光 镜照射到后方的另一块小反光镜上，这部分光线最终会传递 到相机底部位置的对焦感应器中，这样对焦感应器就可以进 行对焦了。
对焦屏
对焦屏等同于理想的胶卷平面，即从反光镜到对焦屏的距离 与反光镜到胶卷平面的距离是相等的。在未曝光之前，对焦 屏代替胶卷平面，对焦准确时，对焦屏会出现清晰的影像。
1、未合焦状态下，因为整个焦点的画面处于虚焦状态，类似于高斯模糊 效果，所以像素之间的颜色比较均匀 2、开始对焦，镜片开始移动，画面逐渐清晰，对比度开始上升 3、合焦状态。画面最清晰，对比度最高，但相机并不知道，所以会继续 移动镜头 4、继续移动镜片发现对比度开始下降。进一步移动镜片，发现对比度进 一步下降，相机知道已经错过焦点 5、镜片回退至对比度最高的位置，完成对焦
五棱镜
五棱镜是单反相机取景的反光装置，其作用是将对焦屏上颠 倒的图像矫正过来，使取景看到的图像与直接看到的景物方 位完全一致，使操作者能够正确地取景和对焦。
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五棱镜的材质
五棱镜通常是一整块实心的玻璃经过切削研磨而成，然后在 外表(除与对焦屏和取景目镜相接的两个面外)均镀上反光材 料，在其内部形成镜面反射。
内部结构示意图
内部结构示意图
单反相机工作原理
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。
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
对焦屏示意图
对焦屏实物图
对焦屏
对焦屏材质
对焦屏正面是磨砂毛玻璃，反面是菲涅尔透镜，其优点是明 亮和亮度均匀。对焦不准时，在对焦屏上的成像是不清晰的
对焦屏的一个问题
如果取消对焦屏或者对焦屏弄脏了或者弄花了，会不 会对 “对焦”有影响？ 如果在手动肉眼对焦的状态下，对焦屏的成像结果， 是会影响到肉眼判断合焦精确度，如果肉眼因为无法 准确分辨是否准焦，那么结果应该就是直接影响拍照 的画质。 但是在自动对焦模式下，对焦屏就只是参考用， 相机还是能正常对焦的，因为取景光路和自动对焦光 路不同，自动对焦的光线来自副反光板
自动测距对焦
聚焦检测自动对焦
反差式对焦系统 相位检测式对焦系统
反差式对焦系统
反差式对焦系统的原理是根据焦点处画面的对比度变化，寻 找对比度最大时的镜头位置，也就是准确对焦的位置。反差 最小，就是对焦最不清晰，反差最大，就是对焦最清晰。它 多用于手机等消费类数码相机以及微单、单电相机。
反差式对焦系统
没有对焦屏时看取景器， 只有中间一部分圆圈有图 像，而且可视角度很小， 得调整眼睛位置才能看边 上的曝光数据之类。
右上图为没有装对焦屏在 取景器中的观看结果。 右下图为装了对焦屏在取 景器的观看结果
对焦屏DIY
有不少面向高级摄影爱好者或者专业人士而设计的单反机的 对焦屏可由用户自己更换
清洗时的对焦屏
手机是如何自动对焦的？
手机不像单反相机，不能对感光元件进行调整，手机的自动对焦根据集成在手 机图像信号处理器中的一套数据计算方法。处理器会对原始图像数据进行分析 ，检查图像中毗邻像素之间的密度差异。如果原始图像的对焦是不准确的，那 么毗邻的像素密度将十分接近。而此时处理器会有一套单独的算法对这些像素 进行调整，这一过程反映在手机使用者眼中的，便是自动对焦过程。通过上述 算法得知目前镜头是否或远或近通过将摄像头锁入音圈马达来实现的，音圈马 达简称（VCM），它主要有线圈，磁铁组和弹片构成，线圈通过上下两个弹 片固定在磁铁组内，当给线圈通电时，线圈会产生磁场，线圈磁场和磁石组相 互作用，线圈会向上移动，而锁在线圈里的摄像头便一起移动，当断电时，线 圈在弹片弹力下返回，这样就实现了自动对焦功能。
对焦感应器
佳能5D3对焦模块
自动对焦分类
测距自动对焦（主动式，老式方法） 聚焦检测自动对焦（被动式，较新）
测距自动对焦（主动式）
基于镜头与被拍摄目标之间距离测量的测距自动对焦。测距 自动对焦主要有红外线测距法和超声波测距法
缺点： 第一是准确度不高 第二是无法透过玻璃自动对焦。因为红外线碰到玻璃就被弹 回来了。
单反工作原理及内部结构讲解
单反相机外部结构
单反相机外部结构
单反内部结构
单反相机内部结构
尼康D4单反实物切面
尼康D4镜头内部结构
尼康D4内部的一些组件
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
尼康D4对焦马达
单反相机的主要部件
镜头 快门 光圈 反光镜 取景框 自动对焦器 对焦屏 图像感应芯片 图像处理芯片