1. 相机镜头对焦原理
对于离镜头远近不同的物体,通过镜头后要在固定的位置清晰成像就需要进行对焦(调焦)。直观来说当镜头调好焦距后,被摄体就会特别清晰。传统相机绝大部分镜头的对焦方式都是改变菲林面与镜片之间的距离,在取景时若人为用手来调整此距离就被称为手动对焦方式。数码相机镜头在光学原理上与传统相机没有任何不同,只不过在焦平面处将菲林换成了CCD而已。在相机发明后的大部分时间中,都采用手动对焦的方式,直到本世纪六十年代后期,微电子技术大发展并在相机上加以应用后,才出现自动对焦的概念。相机自动对焦是一个复杂的光电一体化的过程,简单说其基本原理是将物体反射的光让相机上的光电传感器接受,通过内部智能芯片处理,带动电动对焦装置进行对焦。目前大多数数码相机的自动对焦,都采用被动式:即直接接收分析来自景物自身的反光,利用相位差原理进行自动对焦的方式。这种自动对焦方式的优点是自身不要发射系统,因而耗能少,有利于小型化。对具有一定亮度和反差的被摄体能理想的自动对焦,在逆光下也能良好的对焦,且能透过玻璃等透明障碍物对焦。个别高档数码相机也同时结合了主动式自动对焦方式,即相机上有红外线或超声波甚至激光发生器,发出红外光或超声波到被摄体,相机上的接受器接受反射回来的红外光或超声波进行对焦,其光学原理类似三角测距对焦法。主动式对焦由于是相机主动发出光或波,所以可以在低反差、弱光线下对焦,而且对细线条的被摄体和动体都能自动对焦。恰好弥补了被动式自动对焦的不足。
1、菲林就是我们通常说的胶片,早期直译成菲林;
2、“在焦平面处将菲林换成了CCD而已”不准确,是换成电子感光器件,包括CCD、CMOS等,而且高档单反也有用CMOS的;
3、主动式对人摄影不可能用激光发生器的,那样可能会对人造成伤害;
4、主动式自动对焦超声波不用光学原理,而是靠测返回波的时间来测距对焦的;
5、现在的数码相机都有光学测距装置,只是用电子方式显示而已;
6、在单反机上都保留和胶片机一样的光学测距装置和使用程序。
2. 相机镜头对焦原理图解
相机和镜头都有关系
相机的自动对焦快还是慢是由相机镜头决定的,还是由相机机身决定的,其实答案很简单,是由相机镜头和机身共同决定的,因为只要看相机的自动动焦原理就明白了。
这就好比说你跑的快是由你的腿决定的还是你的大脑决定的?没腿的人不是跑的快不快的问题,而是能不能跑的问题,反之一个道理。
3. 相机镜头对焦原理图
原理:对于离镜头远近不同的物体,通过镜头后要在固定的位置清晰成像就需要进行对焦(调焦)。直观来说当镜头调好焦距后,被摄体就会特别清晰。
传统相机绝大部分镜头的对焦方式都是改变菲林面与镜片之间的距离,在取景时若人为用手来调整此距离就被称为手动对焦方式。数码相机镜头在光学原理上与传统相机没有任何不同,只不过在焦平面处将菲林换成了CCD而已。
4. 相机镜头自动对焦原理
基本原理是通过往返调焦来搜索最佳像质(能量集中度高)的焦距位置(如,苑嘉辉等人2017年在《天文研究与技术》期刊发布的《基于能量集中度的广角望远镜自动调焦快速清晰度评价算法》),这类基于图像清晰度的调焦方法需要统计大量图像中像点的轮廓,计算量比较大、工作效率较低,如果仅统计图像局部区域的像质容易造成以偏概全,引起调焦过度。
5. 单反相机镜头自动对焦原理
从基本原理来说,自动对焦可以分成两大类:一类是基于镜头与被拍摄目标之间距离测量的测距自动对焦,另一类是基于对焦屏上成像清晰的聚焦检测自动对焦。
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。
红外线测距法 该方法的原理是由照相机主动发射红外线作为测距光源,并由红外发光二极管间构成的几何关系,然后计算出对焦距离。
超声波测距法 该方法是根据超声波在数码相机和被摄物之间传播的时间进行测距的。数码相机上分别装有超声波的发射和接收装置,工作时由超声振动发生器发出持续超声波,超声波到达被摄体后,立即返回被接收器感知,然后由集成电路根据超声波的往返时间来计算确定对焦距离。
红外线式和超声波式自动对焦是利用主动发射光波或声波进行测距的,称之为主动式自动对焦。
6. 相机相位对焦原理
对比检测自动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。
对焦过程:随着对焦镜片开始移动,画面逐渐清晰,对比度开始上升;当画面最清晰,对比度最高时,其实已经处于合焦状态,但相机并不知道,所以会继续移动镜头,当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;镜片回退至对比度最高的位置,完成对焦。
相位检测自动对焦:
相位检测对焦比反差对焦多出一些硬件部分。包括一个分离镜头(和线性传感器图像通过分离镜头分离出2个图像,然后通过线性传感器检测出两个图像之间的距离。
现代相位检测对焦系统中的传感器部分比上面的要复杂很多,一般是组合多个不同方向的线性传感器,形成多方向的反差检测。这些多出硬件部分无疑增加成本,结构也更复杂。
镜头进来的光线,大部份向上反射到五菱镜,再送到观景窗,一部份穿过反光镜,再向下反射送给对焦模块可以看到反光镜后,向下分光反射给对焦模块的镜片
由于对焦过程是在拍摄之前,而且会将原光束进行分离。所以最终到达线性传感器上的光线会变得很弱。所以这种对焦方式对原始光线的要求会比较高。光线不足会很大程度的减弱对焦的成功率和速度。这也是对焦系统有光圈要求以及一些单反相机具备对焦辅助灯的原因。
相比反差式的需要来回多次“错过”准确焦点的位置来对焦的方式,相位式对焦在一开始的时候就可以通过相位检测的信号来判断当前的焦点位置是靠前还是靠后。并且准确的告诉镜头驱动模块,应该将镜片向哪个方向移动。而且在准确焦点位置的时候,相位检测系统可以准确的知道当前已经处于合焦状态。不需要再重复来回移动对焦镜片组。所以在速度上会比反差式对焦快很多。
简单来说相位侦测对焦更快但是对光线要求较高,对比侦测对焦结构简单、硬件少、光线要求低但会“犹豫”对焦慢。两者各有其优势。
7. 镜头对焦的原理
光学对焦就是物体、焦点和镜头三项的位置发生变化会产生的效果,主要表现在让人感觉物体在递进。
光学对焦的原理就是相机是将焦距大小进行改变之后来改变图像大小的。在光学变焦的相机当中,感光元件固定不动,然后移动镜片,就相当于焦点在移动。当焦点移动时,感光元件的距离也在改变,这样就会造成焦距变化,然后带来了图像大小的改变。
光学变焦的最大特点是,图像放大之后像素是不会改变的。光学变焦只是改变了光纤传输的距离,光线本身没有变化。就像一个人,走一千米和走两千米之后并没有变化。既然光线没有变化,那么焦距改变之后的呈现出来的图像也就没有变化。
相机中除了光学变焦之外还有数码变焦。数码变焦最基本的原理就是将一张已经固定的照片在进行放大。总体来说,光学变焦就相当于把物体直接拉近让你看得更清楚,而数码变焦只是相当于把一张已经拍摄好的图片放大而已。
8. 相机的对焦原理
单反镜头有调焦和对焦的功能。调焦lz应该很清楚了,就是通过调节透镜组间距来改变镜头的焦距。对焦也是改变透镜组相对距离,拧动对焦环,镜头的主面发生变化。如果lz玩过微距镜头就知道了,对焦的时候镜头伸出来很长,主面往后调整,成像在CCD上面近似1:1的放大倍率。
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,通过计算机处理,带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦.它多分为二类:
一是主动式,另一个则是被动式。
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