单反相机的原理和结构

一 单反相机的原理和结构

銅峰电子 刘根

数码单反相机的全称是数码单镜头反光相机（Digital single lens reflex）,缩写为DSLR。数码单反相机专指使用单镜头取景方式对景物进行拍摄的一种照相机，拍摄者使用相机背后的光学取景框进行观察，通过观察安装在相机前段的镜头所提供的视觉角度的大小进行拍摄。

在单反相机的结构中，作为重要的是照相的反光镜和相机上端圆拱结构内安装的五面镜或五棱镜。拍摄者正是使用这种结构从取景器中直接观察到镜头的影像。由单镜头反光相机的构造图可以看到，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，拍摄者就可以在取景器中看到外面的景物。这个过程有点像人们透过窗户看到外面的世界，窗户的大小便是人们看到外面景物的范围。

当拍摄者看到自己满意的角度和拍摄内容的时候，既可以按动快门。按动快门的过程就是一个拍摄和成像的过程，术语称为曝光。不管是胶片单反相机还是数码单反相机，曝光原理是完全相同的。在按下快门的瞬间，反光镜向上弹起，胶片前面的快门幕帘同时打开，通过镜头的光线（影像）投射到感光部件上，使胶片或数码相机的感光元件曝光。在按下快门的这一瞬间，光学取景器中会出现黑屏的情况（黑屏的时间根据快门的快慢而不同），之后反光镜立即恢复原状，取景器中再次可以看到影像（此时已经完成了一次曝光）。

单反相机的这种构造，决定了镜头在相机的结构中占有相当重要的地位。使用这种相机的最大优势是摄影师在光学取景器中看到的取景范围和感光元件的影像实际拍摄范围基本一致。摄影师使用不同的镜头配置可以达到很好的拍摄效果，从具有冲击力的7.5mm鱼眼镜头到长达1600mm以上的超级远摄远镜头，都可以安装在同一台相机上，从而拍摄出效果迥异的图片。此外，单反相机在一定程度上消除了旁轴相机的取景视觉差异，使摄影师可以更精确地控制取景范围，选择最完美的拍摄角度。

单反相机的劣势：

1.体积庞大，不方便携带

2.相机的制造难度很大，工艺苛刻，价格高 3.镜头虽然种类多，但同样体积庞大 4.和旁轴相比快门操作瞬间有片刻的黑幕

二 小孔成像原理

相机拥有一个很奇妙的成像结构，无论是数码单反相机还是旁轴相机，抑或是大画幅相机，他们的成像原理实际上都是简单的小孔成像。

小孔成像原理，是指景物透过有针孔的暗箱时，会在其内部的平面上产生一个左右、上下颠簸的影响。如果在暗箱和进光点相对应的一个平面上放置一个可保存影像的感光元件，这个暗室就可以成为一个简单的相机。针孔的大小决定了进光量的多少，因而决定了成像的时间。

这种传统方式留下的影像不够清晰，而且没有对景深的认为控制。使用镜头的意义就在于替代这个暗室中的小孔。镜头可以控制进光量，同时还可以通过对焦距的控制来决定存留影像的视觉范围。

数码单反相机按照以下步骤生成影像。

1.使用DSLR拍摄照片的时候，影响会通过镜头直接照射到DSLR的感光元件上。

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