五分鐘弄懂單反相機(jī)工作原理

數(shù)碼相機(jī)是一種集眾多技術(shù)于一體的高科技設(shè)備，對(duì)于學(xué)習(xí)攝影的人來說，要想熟練地使用數(shù)碼相機(jī)，就必須對(duì)它的結(jié)構(gòu)與工作原理有一定的了解。在了解數(shù)碼相機(jī)工作原理前，首先要深入了解相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

一、數(shù)碼單反相機(jī)結(jié)構(gòu)

數(shù)碼單反相機(jī)的構(gòu)造源于膠片單反相機(jī)，其基本構(gòu)造是相似的，最大的差別就在于：傳統(tǒng)膠片相機(jī)使用膠卷記錄影像，膠卷是記錄影像的載體，而數(shù)碼相機(jī)則使用圖像傳感器感光然后將影像存儲(chǔ)在CF卡、SD卡等存儲(chǔ)卡里。本文重點(diǎn)了解一下數(shù)碼單反相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。

主機(jī)板

相機(jī)主機(jī)板多為多邊形電路板，上面安裝了組成數(shù)碼相機(jī)的主要電路系統(tǒng)，主要用于搭載各種電子元件，不同功能的光電元件連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳遞。

圖像傳感器

又叫感光元件，是由半導(dǎo)體集成的電子元件，取代了傳統(tǒng)底片，把收集到的光線在圖像傳感器內(nèi)被轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，是數(shù)碼相機(jī)的心臟。目前數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有CMOS和CCD兩種，單反相機(jī)多用CMOS較多。

影像處理器

集成在相機(jī)主機(jī)板的一個(gè)大型的集成電路芯片，用于對(duì)圖像傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并將其轉(zhuǎn)換為人眼可見的圖像數(shù)據(jù)，是進(jìn)行圖像處理的部分。并根據(jù)相機(jī)的指令對(duì)圖像進(jìn)行多種加工處理，完成數(shù)碼圖像的壓縮、顯示和存儲(chǔ)。

反光板

將鏡頭入射的光線反射至取景器的元件，為攝影師取景提供方便。反光板可上下翻動(dòng)，在拍攝前一瞬間升起。

快門單元

快門單元安裝在圖像傳感器前端，攔截從鏡頭射入的光線，通過打開的時(shí)間長短控制感光元件的感光量。

五棱鏡

位于相機(jī)的前端，其作用是將對(duì)焦屏上左右顛倒的圖像矯正過來，使取景目鏡看到的圖像與人眼直接看到的景物方位完全一致。

光圈單元

光圈單元位于鏡頭內(nèi)，是一個(gè)用來控制進(jìn)光量的裝置。光圈結(jié)構(gòu)通常由多個(gè)光圈葉片組成，并根據(jù)設(shè)定來決定孔徑大小。

自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)

相機(jī)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏡頭調(diào)整焦點(diǎn)并完成精確對(duì)焦，這種技術(shù)被稱為自動(dòng)對(duì)焦。自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)在攝影技術(shù)發(fā)展歷程中具有里程碑的意義。數(shù)碼單反相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)十分復(fù)雜，且功能強(qiáng)大，對(duì)焦系統(tǒng)的性能已成為劃分?jǐn)?shù)碼單反相機(jī)檔次高低的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、數(shù)碼相機(jī)工作原理

了解完數(shù)碼相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)后，我們來比較一下數(shù)碼單反相機(jī)和傳統(tǒng)膠片相機(jī)的工作原理。

傳統(tǒng)膠片相機(jī)：外界影像——鏡頭——膠片感光——影像記錄在膠片上（潛影）——膠片沖洗——底片——放大制作

數(shù)碼相機(jī)：外界影像——鏡頭——圖像傳感器（CCD或CMOS）感光——光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電子信號(hào)——存儲(chǔ)——直接輸出或放大制作

從以上工作流程可以看出，傳統(tǒng)膠片相機(jī)裝入膠卷后便可進(jìn)行拍攝，外界影像通過鏡頭轉(zhuǎn)化成潛在影像記錄在膠片上，經(jīng)過化學(xué)處理后膠片上的潛在影像才能變成真實(shí)影像。

數(shù)碼相機(jī)用圖像傳感器取代了膠片，外界影像通過鏡頭進(jìn)入相機(jī)，鏡頭內(nèi)的光圈單元控制進(jìn)光量的多寡，之后光線到達(dá)反光板，反光板以45度角將光線傳到五棱鏡上。五棱鏡通過兩塊獨(dú)立的鏡片將對(duì)焦屏上左右顛倒的圖像矯正過來，再傳到取景目鏡中。

當(dāng)我們半按快門時(shí)，相機(jī)內(nèi)的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)會(huì)輔助鏡頭調(diào)整焦點(diǎn)并完成精準(zhǔn)對(duì)焦，同時(shí)反光板上抬，讓光線進(jìn)入傳感器，這時(shí)進(jìn)入二次曝光，快門在此時(shí)將打開，根據(jù)打開的時(shí)間長短再次控制曝光量，這時(shí)光線才進(jìn)入傳感器感光記錄影像。這便是數(shù)碼單反相機(jī)的一次完整工作流程。

雖然相機(jī)的構(gòu)造發(fā)生了翻天覆地的變化，但小孔成像原理仍是相機(jī)的核心技術(shù)。