文档介绍：相机原理
第一部分――照相机的基本组成
一、镜头
镜头使景物成倒像聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成像清晰,除镜头本身需要校正好像差外,还应使物距、像距保持共轭关系。为此,镜头应该能前后移动进行调焦,因此较好的照相机一般都应该具有调焦机构。
二、取景器
为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图,照相机都应装有取景器。现代照相机的取景器还带有测距、对焦功能。
三、控制曝光的机构——快门和光圈
为了适应亮暗不同的拍摄对像,以期在胶片上获得正确的感光量,必须控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短,并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。
四、输片计数机构
为了准备第二次拍摄,曝光后的胶片需要拉走,本曝光的胶片要拉过来,因此现代照相机需要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数,就需要有计数机构。
五、机身
它既是照相机的暗箱,又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示照相机的最基本组成部分。
其实,就照相机这个基本功能而言,无论是早期的“银版照相机”,还
是今日已经高度电子化、自动化、电脑化的照相机,其基本原理都没有多大区别。
第二部分――摄影光学基础
照相机的工作过程,概略地说是应用光学成像原理,通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理:人类对于光的本性的认识,光线的传播及透镜成像原理。
人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中,光的微粒流理论在光学中仍占优势,人们普遍认为光是微小的粒子组成的,从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初,以杨氏和菲涅耳作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是:光和实物一样,是物质的一种,它同时具有波的性质和微粒的性质,但从整体来说,它既不是波,也不是微粒,也不是它们的混合物。从本质上,讲光和一般无线电波并无区别,光和电磁波一样是横波,即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源,发光体发射的电磁波向周围空间传播,和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长,用λ表示。传播一个波长所需的时间称为周期,用T表示,一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率,用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度,用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系:
v=λ/T ,ν=1/T,v=λν
由此可见,光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段
的很小一部分。波长在400~700nm的电磁波能够为人眼所感觉,称为可见光,超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉,按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度,数值是c=300,000km/s。
光既然是电磁波,研究光的传播问题,应该是一个波动传播问题,但是在设计照相机镜头及其他光学仪器时,并不把光看作是电磁波,而是把光看作是能传播能量的几何线,叫做光线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线,这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这样在几何光学中研究光的传播问题,就变成了一个几何问题、数学问题,问题简化多了。
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