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    光学镜头结构图(光学镜头结构图解)

    单反相机入门教程  2022-11-292420

    1. 光学镜头结构图解

    定焦镜头光学结构简单,所以可以做出比较大的光圈,现在常见的最大光圈是f1.4,有些镜头还可以大到f1.2甚至f0.9。光圈大,镜头的局限性就小很多,可以拍出背景虚化的照片,也可以在较暗的环境下拍出照片。

    定焦镜头不用像变焦镜头那样,需要通过多块“非球面镜”来解决畸变问题,它一块就能搞定。所以相对于同价位的变焦镜头,定焦头的画质更好。

    2. 光学镜头结构图解说明

    3倍变焦的意思就是把需要拍摄的景物放大3倍。 光学变焦英文名称为OpticalZoom,数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。

    3. 光学镜头结构图解视频

    1080P高清视频是1920像素宽、1080像素高、逐行扫描(每秒50帧)的简称,其视频单帧像素是207.36万,就是说,摄像(照相)机的有效动态像素达到207万以上,就可能具有拍摄1920X1080P的能力, 但是,由于1080P高清视频处理系统比720标清要复杂得多,制造成本也相对高一些,因而生产商针对不同的使用目的和不同使用对像,生产出不同性能的产品,于是,有的500万像素照相机有1080P高清视频功能,而有的800、1000万像素照相机却只有720标清视频功能。

    另外,由于使用的光学镜头、感光元件(CCD、CMOS)大小(质量)不同、视频编码(压缩)硬件不同,导致像素高的不一定比像素低的清晰。

    因而同样的1080P高清视频,其清晰度也有所不同。这就是为什么家用1080P高清机所拍摄的1080P高清视频,比专业高清机拍摄的1080P高清视频的清晰度要差的原因。

    4. 光学镜头设计原理

    传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像;数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件,经过光/电转换,以数字信号来记录物体影像。 图象特点:

    投影

    航片是中心投影,即摄影光线交于同一点。

    比例尺

    航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比,称为像片比例尺。

    1. 平均比例尺:以各点的平均高程为起始面,并根据这个起始面计算出来的比例尺。

    2. 主比例尺:由像主点航高计算出来的比例尺,它可以概略地代表该张航片的比例尺。

    像点位移:

    1. 位移量与地形高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时,像点位移为正,是背离像主点方移动;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动。

    2. 位移量与像点距离像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小。像主点无位移。

    3. 位移量与摄影高度(航高)成反比。即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小。

    5. 相机镜头光学原理

    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。

    6. 镜头光学原理

    单镜头反光照相机(SLR)原理

    SLR的全称为:SingleLensReflex,就是单镜头反光照相机。目前市面上有135画幅和120画幅的SLR。

    SLR是为了弥补之前出现的TLR(双镜头反光照相机)和旁轴取景照相机的众多缺陷而出现的,利用同一个镜头进行取景和拍摄(所以也称为TTL取景,ThroughTheLens),其设计基本避免了取景视差问题。

    SLR的优缺点:

    优点:取景和拍摄使用同一镜头,取景准确,基本无视差;

    缺点:在曝光过程中,反光板上升,无法看到画面;反光板的上下运动,是机身振动的主要来源。

    SLR的几个关键部件为:

    1、反光镜:作用是将透过摄影镜头的取景用的影像反射到对焦屏;反光镜是一片表面上镀有银色反光物质的玻璃(注意,它并不是像镜子那样是将反光物镀在玻璃的背面,而是上面,所以平常保养相机时,要尽量少擦拭反光镜,就算镜面上有灰尘,也不会对成像造成影响),45°铰链在反光镜箱内。在未曝光之前,反光镜的作用是将光路改变,反射到取景器中,使操作者能够正确地取景和对焦。在快门开启之前,反光镜向上翻,让出光路后,快门才打开,光线到达胶卷平面进行曝光。曝光过程结束后,反光镜即时返回到原来的位置,即瞬回式反光镜。

    2、对焦屏:作用是用来检验焦点。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。通常为磨砂毛玻璃菲涅尔透镜,在未曝光之前,对焦屏代替胶卷平面,用来对焦。当对焦准确时,对焦屏会出现清晰的影像。由于光学反射原理,对焦屏上的画面与实际的画面是左右颠倒的,要通过五棱取景器才能矫正过来;

    3、五棱镜取景器:其作用是将对焦屏上左右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。

    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。

    取景器有两个主要指标:取景器放大倍率(简称取景倍率)和取景范围。

    取景器放大倍率指通过取景器观察被摄体对眼睛的张角与用眼睛直接观察被摄体对眼睛张角之比,即通过取景器所看到的被摄体大小与用眼睛直接看到的被摄体大小之间的比值。取景放大倍率大,目视角度小,取景时看到的景物接近原物,真实感强;取景放大倍率小,目视角度大,取景时容易看到全景。若放大倍率太小,难以观察物体细部,不利于构图和对焦,而且物像相差悬殊,取景时不舒服。放大倍率一般小于1X,大多在0.75X与0.95X之间。

    取景范围指通过取景器看到的景物范围与拍摄到底片的景物范围之比,用百分数表示。一般从取景器中所看到的画面并不完全是所拍摄的画面,总是比所拍摄的画面要小,一般为90%~100%。所以说SLR只是基本避免了视差,只有达到100%的取景范围才能称为没有取景视差。通常只有专业机型才具有100%取景范围。

    单反是单镜头反光式照相机的简称。

    一般的照相机在取景时是靠的一个单独的小镜头取景的,它在制作工艺上比较简单,造价比较低,所以在售价上也比较便宜。但在取景时眼睛看到的和落在胶片(数码相机是在感光元上)上的像有一定的位差。

    而单镜头反光式相机在设计上是取景时是把镜头取得的像分出给取景器,这样取景器里看到像和落到胶片上的像是一致的,没有相位差。但单反相机在设计工艺上比较复杂。

    你所说到的这个500万像素的比700万像素的相机贵这不稀奇,在制作工艺上如果前者比后者复杂的话就会出现上述现象的,另外人们约定俗成的名牌效应也会造成名牌比杂牌的卖的贵。再有用料上,举个例子,同样是大白菜,用肉做出的就比用粉丝做的卖的贵。

    单反的全称是单镜头反光,单反相机就是取景方式采用单镜头反光方式取得物像进行观察拍摄的相机。单反相机的取景器称为TTL(ThroughTheLens)单反取景器。这是专业相机上必备的取景方式,也是真正没有误差、通过镜头的光学取景器。这种取景器的取景范围可达实拍画面的95%。惟一缺点就是如果镜头过小,取景器会很暗淡,影响手动对焦。幸好现在都具备自动对焦,这一点已无大碍。当然,如用了TTL单反取景器,为了不使取景器过暗,厂家自会用大口径高级镜头,所以目前单反相机的镜头普遍较大,就是这个因素造成的。

    结论:从取景器中看到的影响是通过:一次反射(面镜)、二次全反射(五菱镜)

    CCD获取图象信息是当拍摄的瞬间面镜弹起来,然后打开快门暴光的。

    相机来说,单反在操作上更方便,更实用,

    成象比高级的手动DC都要细腻。

    单反就是指光线直接照到取景器上,而不用通过棱镜的反射!

    光线损失的少!

    即使不换镜头,单反机的优势也非常明显,一个是速度快,无论开机速度,对焦速度。还有就是CCD尺寸大,照片噪点很少。单反是比较接近传统相机效果的数码相机。

    单反相机的全名是单镜头反光相机,再详细些说单反相机就是取景方式采用单镜头反光方式取得物像进行观察拍摄的相机。是比传统旁轴相机和数码相机技术含量和性能都要高一个层次的相机,目前高端胶片相机和数码相机都采用了可更换镜头式的单反机身设计。

    与其他相机的工作原理比较

    1:单反数码相机和普通数码相机的成像原理有什么不同单反就是指单镜头反光,即slr(singlelensreflex)。在这种系统中,反光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。单镜头反光照相机的构造图中可以看到,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。拍摄时,当按下快门钮,反光镜便会往上弹起,软片前面的快门幕帘便同时打开,通过镜头的光线(影像)便投影到软片上使胶片感光,尔后反光镜便立即恢复原状,观景窗中再次可以看到影像。

    2:单反数码相机有什么优势?

    单镜头反光相机的这种构造,确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的,它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样,它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致,消除了旁轴平视取景照相机的视差现象,从学习摄影的角度来看,十分有利于直观地取景构图。单镜头反光相机还有一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头。

    7. 光学镜头结构图解大全

    镜头的光学特性是指由其光学结构所形成的物理性能,由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。任何一种光学镜头,都可以由这三种光学特性的技术参数来表示和区分。

    (1)焦距 摄像机的镜头都可被看成为一块中间厚、边缘薄的凸透镜,光线穿过透镜会聚成焦点,焦点至镜头中心的距离即为该镜头的焦距,焦距的单位是毫米(mm)。 镜头焦距的长短与被摄对象在摄像管光电靶面上的成像面积成正比。

    如果在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄,镜头焦距愈长,那么成像面积越大,放大倍率越高;反之,镜头焦距愈短,则成像面积越小,放大倍率越低。

    通常,我们把焦距与像平面对角线接近或相等的镜头称为标准镜头。一般的摄像机光电靶面成像面积约等于16毫米电影摄影机的画幅像平面,标准镜头焦距通常为25毫米。焦距大于像平面对角线的镜头,称为长焦距镜头。焦距小于像平面对角线的镜头,称为广角镜头。焦距可发生变化的镜头,称为变焦距镜头。

    (2)视场角 镜头的视场角,是指摄像管有效成像平面(视场)边缘与镜头后节点所形成的夹角。

    从造型角度上讲,镜头视场角反映了摄像机记录景物范围的开阔程度(镜头视场角分为水平视场角和垂直视场角,本章所用视场角均指水平视场角)。镜头视场角与被摄对象在画面中的成像效果成反比。视场角愈大,被摄主体成像越小,画面景物越开阔;反之,视场角愈小,被摄主体成像越大,画面景物的视野越狭窄。

    视场角主要受镜头成像尺寸和镜头焦距这两个因素制约。由于摄像管成像靶面在实际拍摄中是不变的固定因素,所以直接影响视场角的就是镜头焦距了。我们拍摄时一般只能通过变换不同焦距的镜头来改变视场角。

    摄像机在同一距离上对同一被摄对象进行拍摄时,使用不同焦距的镜头会改变该对象在画面中的成像面积和背景范围。

    这实质上是由于视场角发生了相应的改变。

    比如,一个视场角为50°的镜头所拍得的被摄主体在画面中只有视场角为5°的镜头拍得的图像面积的1/10。镜头焦距越长,视场角越小;焦距越短,视场角越大。标准镜头(25mm镜头)所呈现的视场角大约在45°左右。广角镜头(焦距小于25mm)的水平视场角均大于60°,一般处在60°-130°之间。130°以上到180°之间的镜头被称为超广角镜头,又称为鱼眼镜头。

    长焦距镜头(焦距大于25mm)的水平视场角小于40°。

    (3)镜头的相对孔径是指镜头的入射光孔直径(D)与焦距(f)之比,其大小说明镜头接纳光线的多少。

    相对孔径是决定镜头透光能力和鉴别力的重要因素。

    相对孔径(D/f)的倒数(f/D)被称为光圈系数(F),被标刻在镜头的光圈环上。摄像机的镜头光圈系数分为若干档,常见的有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、12、16、22等,相邻两档光圈F值的比值均为,曝光量相差一级。

    由于像平面照度和相对孔径的平方成正比,所以F值变化一档,相当于摄像机镜头的光通量变化一倍。

    在摄像时我们说开大光圈,实际上是从光圈调节环上大F值向小F值的一端运动,即减小了光圈系数值;而缩小光圈,则是从小F值向大F值一端运动,光圈系数值加大。

    比如,从光圈8调到光圈5.6,就是开大了光圈,光通量增大一倍,曝光值增加一级。

    反之亦然。

    对相对孔径和光圈系数的调节,决定了镜头的光通量和镜头景深。对摄像机的镜头进行光圈选择,实质是一个曝光控制的问题。现在的摄像机通常都有手动光圈和自动光圈两种控制方式。自动光圈只能对被摄场景的曝光控制作出技术性处理,而有意识、有目的的动态用光和艺术处理只能由手动光圈才能更好的表现。在拍摄同一照度下的同一场景时,光圈越大,景深范围越小;光圈越小,景深范围越大。镜头曝光的有意图控制和不同景深的选择性运用,是摄像人员实现创作意图取得最佳画面效果的有效手段。

    8. 光学镜头图片

    在了解光学镜头的构造之前,我们还是先来说说相机镜头的原理吧,相机成像的原理主要有两种,一种小孔成像,这样的成像原理我们在小学时或许就已经教过,假设孔小到只允许一条光线通过,那么这条光线不论落到哪里,都可以成像。一个物体发出的所有光线穿过小孔之后在任何平面或曲面上都可以形成一个倒像。因此在小孔成像中,有和凸透镜成像不一样的特性:感光材料可以是任何平面或者曲面,并且景深是无限的。

    小孔成像

    但小孔成像假设的是从一个点发出的光线经过小孔时小孔只允许一条光线通过,这样才会让成像清晰完整,实际上这样的小孔是不可能做出来的。所以在现实中早期的手机摄像头采用小孔成像,后来都普遍使用支持对焦的凸透镜(convex)成像,这个大家在中学物理都学过,垂直于凸透镜中心的平行光透过凸透镜会汇聚在一点,这一点称为焦点(focal point),而凸透镜到焦点的距离称为焦距(focal length),这也是我们选购镜头所常常关心的一个参数。从一个点光源有光线向各个方向发出,其中垂直与凸透镜的那一条会穿过焦点,穿过凸透镜中心的那一条会保持其方向,这两条线会相聚于一点,而从点光源发出的其他光线穿过凸透镜后也会汇聚于同一点,这个汇聚点就称为点光源的“像”。如果一个平行于凸透镜的平面物体,其各点的像也会在一个平面上,这个平面就成为相平面(image plane)。我们拍照的时候要聚焦,就是移动镜头的位置,使得相平面和感光材料重合。如果不是平面物体,那么就必然只有一部分的相平面与感光材料平面重合,这就产生了景深(depth of field)的概念。因此在凸透镜成像中,一般有这样的限制:感光材料一般要求是平面的,而且景深是有限的。

    相机镜头结构

    手机镜头结构

    透镜实际上有三种不同的分类,平面镜、凸透镜与凹透镜,事实上第一种简单来说就是完全透光的平面玻璃,这种玻璃只可能在镜头前面作为UV镜存在,而另外两种里中央部分比边缘厚的透镜叫凸透镜,凸透镜能会聚光线,也叫会聚透镜;中央部分比边缘薄的透镜叫凹透镜。凹透镜能发散光线,也叫发散透镜。

    摄影镜头成像原理

    正是这两种不同的透镜组成了不对称的光路折射,以达到在有限尺寸的传感器上表现出更加宽广的成像面积,而这样的原理正是与人眼的构造相类似,不管怎么说,摄像头都需要有一个光路的的延伸,而在普通的可换镜头相机上则有像场定位距离这么一说,指的就是身上镜头卡口平面与机身曝光窗平面之间的距离。

     

    9. 光学镜头结构设计

    主要性能

    光学参数

    其它参数

    镜头附件

    保修信息

    主要性能

    镜头定位APS画幅镜头

    镜头分类单反镜头

    镜头用途标准镜头

    镜头类型变焦

    镜头结构12组17片

    镜头卡口佳能EF-S卡口

    变焦方式伸缩式镜头

    滤镜尺寸67mm

    驱动马达USM

    遮光罩EW-73B

    光学参数

    最大光圈F4.0

    最小光圈F22-F32

    光圈叶片数6片

    焦距范围17-85mm

    等效焦距27.2-136mm

    最近对焦距离0.35m

    最大放大倍率0.2倍

    视角范围水平:68度40分-15度

    垂直:25度48分-10度25分

    对角线:78度30分-18度25分

    其它参数

    镜头直径78.5mm

    镜头长度92mm

    镜头重量475g

    10. 镜头的光学结构

    摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。从能量的转变来看,摄像机的工作原理是一个光--电--磁--电--光的转换过程。

      摄像机所以能摄影成像,主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。

    景深原理在摄像上有着极其重要的作用。正确理解和运用景深,有助于拍出满意的画面。光圈、焦距和物距是决定景深的主要因素。

      变焦距镜头具有在一定范围内连续改变焦距而成像面位置不变的性能,已成为家用摄像机上运用最广泛的镜头。

      自动聚集装置有四种工作方式,即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度,分别被应用在不同类型的摄像机之中。

     一、摄像机的工作原理

    摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分:光学系统(主要指镜头)、光电转换系统(主要指摄像管或固体摄像器件)以及电路系统(主要指视频处理电路)。

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