1. 單反照相機(jī)鏡頭的成像原理

單反相機(jī)與數(shù)碼相機(jī)（浪費(fèi)級）在成像原理上是一樣的，畫質(zhì)差別主要是感光元件與鏡頭以及操控等。

1、感光元件，單反比數(shù)碼相機(jī)的感光元件大很多倍。這直接影響了兩都畫質(zhì)的差別；

2、鏡頭，單反的鏡頭設(shè)計(jì)也是比較專業(yè)的，結(jié)構(gòu)及鏡片工藝都優(yōu)于數(shù)碼相機(jī)，為高畫質(zhì)提供了保障；

3、操控方面，單反手動功能更齊全，能創(chuàng)作出更好的作品。數(shù)碼相機(jī)自動程度高，畫質(zhì)一般，適合日常使用。

2. 照相機(jī)基本成像原理

來自物體的光經(jīng)過照相機(jī)的鏡頭后，會聚在膠片上，形成被照物體的像。膠片上涂著一層對光敏感的物質(zhì)，它在曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的像就被記錄在膠片上，經(jīng)過顯影、定影后成為底片，再用底片沖印就可以得到相片。膠卷機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的區(qū)別就是把膠片換成了電子感光元件。

3. 單反數(shù)碼相機(jī)的成像原理

（1）光學(xué)鏡頭：將景物的光匯聚，（這部分的原理是凸透鏡成像原理），到達(dá)感光器件；（2）感光器件：通常是CCD或CMOS，將景物的光信號變成電信號；（3）微處理器：將電信號進(jìn)行數(shù)字化處理（變成以像素為單元的數(shù)字信號，一個像素通常由3個或更多的字節(jié)存儲），再進(jìn)行一定的壓縮和編碼，成為不同格式的數(shù)字文件（Raw，或Jpg等）；（4）外存儲器：將數(shù)字文件存儲在外存儲器上。

4. 相機(jī)鏡頭成像原理圖

相機(jī)鏡頭焦距原理就是凸透鏡成像的原理。

5. 單反照相機(jī)鏡頭的成像原理是什么

鏡頭中如照相機(jī)、攝影機(jī)、面部識別裝置、手機(jī)掃二維碼等是由凸透鏡組成，是利用光的折射原理。當(dāng)物體距離凸透鏡在該2倍焦距時，成倒立縮小的實(shí)像。

顯微鏡的成像有所不同，物體經(jīng)物鏡成倒立放大的實(shí)像，實(shí)像再經(jīng)過目鏡成正立放大的虛像。

6. 單反相機(jī)的成像原理是什么

單反全程為單鏡頭反光式取景照相機(jī)，單鏡頭是指攝影曝光光路和取景光路共用一個鏡頭，不像旁軸相機(jī)或者雙反相機(jī)那樣取景光路有獨(dú)立鏡頭。

反光是指相機(jī)內(nèi)一塊平面反光鏡將兩個光路分開：取景時反光鏡落下，將鏡頭的光線反射到五棱鏡，再到取景窗；拍攝時反光鏡快速抬起，光線可以照射到膠片或感光元件CMOS或CCD上。 單反只有一個鏡頭，既用它攝影也用它取景，因此視差問題基本得到解決。

取景時來自被攝物的光線經(jīng)鏡頭聚焦，被斜置的反光鏡反射到聚焦上成像，再經(jīng)過頂部起脊的"屋脊棱鏡"反射，攝影者通過取景目鏡就能觀察景物、而且是上下左右都與景物相同的影像，因此取景、調(diào)焦都十分方便。

攝影時，反光鏡會立刻彈起來，鏡頭光圈自動收縮到預(yù)定的數(shù)值，快門開啟使膠片感光；曝光結(jié)束后快門關(guān)閉，反光鏡和鏡頭光圈同時復(fù)位。

7. 單反照相機(jī)鏡頭的成像原理視頻

我的研究方向是工業(yè)X射線檢測，就結(jié)合工業(yè)X射線產(chǎn)生和成像原理進(jìn)行簡單的介紹。

1、X射線介紹

X射線也稱為倫琴射線，是由德國著名物理學(xué)家威廉?康拉德?倫琴（Wilhelm R?ntgen）于1895年11月在進(jìn)行陰極射線的研究時發(fā)現(xiàn)的。

X射線本質(zhì)上是與微波、紅外線、可見光和紫外線等一樣的電磁波，電磁波是由光子組成的，由公式可知光子的能量與其波長成反比：

式中，h是普朗克常量，c是光在真空中的速度，λ是光子的波長，ν是光子的頻率。X射線對應(yīng)的波長范圍分布在幾皮米到幾納米，具有較強(qiáng)的穿透性，因此工業(yè)上常用X射線檢測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。下圖為X射線在電磁波譜中的分布范圍：

X射線除了具有所有電磁波的共性之外，還具有一些特有的性質(zhì)：

物理效應(yīng)：（1）穿透作用；（2）電離作用；（3）熒光作用；（4）熱作用；（5）干涉、衍射、反射、折射作用。

化學(xué)效應(yīng)：（1）感光作用；（2）著色作用

生物效應(yīng)。

2、X射線產(chǎn)生原理

X射線的產(chǎn)生有三個不可缺少的條件：

第一，能夠產(chǎn)生自由電子的電子發(fā)射器；

第二，能夠使自由電子加速運(yùn)動的電場；

第三，能夠使高速移動的電子瞬間減速的靶物質(zhì)。

根據(jù)上述三個條件，人們發(fā)明了能夠產(chǎn)生X射線的X射線管，射線管的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

X射線管主要由產(chǎn)生自由電子的電子槍和陽極靶組成。電子槍主要由陰極燈絲組成，陰極燈絲在通電之后可以產(chǎn)生自由電子，自由電子通過電子槍中的聚焦極聚焦并經(jīng)過電子槍的陽極進(jìn)行加速形成聚集的電子束；陽極靶由熔點(diǎn)高、熱傳導(dǎo)性好的金屬物質(zhì)組成，起到瞬間減速高速移動的電子的作用。在X射線管工作時，電子槍和陽極靶之間加以高電壓形成強(qiáng)電場，電子槍產(chǎn)生的電子束在強(qiáng)電場的作用下向陽極靶加速運(yùn)動。高速運(yùn)動的電子在到達(dá)陽極靶時，與陽極靶材料原子發(fā)生作用并產(chǎn)生電磁輻射。

加速電子與陽極重金屬作用有三種形式：

第一種是電子與外層軌道電子相互作用導(dǎo)致外層軌道電子獲得能量升到較高的能量軌道后又迅速回到原來的位置，這一過程會將加速電子的動能大部分轉(zhuǎn)變成內(nèi)能并產(chǎn)生少量紅外線。

第二種是電子與內(nèi)層軌道電子發(fā)生相互作用，當(dāng)這種相互作用導(dǎo)致內(nèi)層軌道電子離開了它的軌道，會形成內(nèi)層的電子空穴。這種空穴被外層軌道電子躍遷填補(bǔ)時將會產(chǎn)生X射線，這種形式產(chǎn)生的X射線的能量等于躍遷所發(fā)生的兩個電子軌道之間的能量差，所以這種X射線包含了重金屬原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，是一種特征X射線。

第三種是加速電子和原子核的相互作用，當(dāng)加速電子經(jīng)過重金屬的原子核旁邊時這會減速并改變其運(yùn)動方向，因?yàn)殡娮訙p速減少的動能將轉(zhuǎn)化為X射線，這種形式產(chǎn)生的射線被稱為軔致輻射(Bremsstrahlung)。由于電子的速度可以從0到真空管電壓所對應(yīng)的電子速度之間連續(xù)變化，因此軔致輻射產(chǎn)生的能譜與特征X射線不同，具有從零到入射能量的連續(xù)能譜。

一般來說，工業(yè)X射線源產(chǎn)生的X射線能譜有可以認(rèn)為由兩部分構(gòu)成，一是加速電子與內(nèi)層軌道電子的相互作用產(chǎn)生的離散的特征X射線能譜，另一部分是軔致輻射產(chǎn)生的連續(xù)能譜。一個典型的工業(yè)X射線能譜如圖所示：

3、X射線與物質(zhì)的相互作用

X射線在穿過物體時與物體會發(fā)生多種過程復(fù)雜的相互作用，這些相互作用會導(dǎo)致射線強(qiáng)度的衰減。也正是由于射線發(fā)生了衰減，衰減了的X射線會攜帶物體內(nèi)部的有關(guān)信息。X射線與物體發(fā)生相互作用時，一部分X射線直接穿過物體，這部分射線稱為透射X射線；在剩余的X射線中，一部分X射線與物體的原子核發(fā)生直接碰撞，這部分X射線的能量被轉(zhuǎn)化成熱能使物體的溫度升高；另一部分X射線與組成物體物質(zhì)的原子中的軌道電子發(fā)生碰撞并將能量傳給軌道電子，軌道電子發(fā)生逃逸而轉(zhuǎn)化成光電子，產(chǎn)生俄歇電子或熒光X射線；最后一部分X射線與軌道電子發(fā)生非彈性碰撞而導(dǎo)致X射線方向發(fā)生偏離，從而發(fā)生散射作用。

光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)及電子對效應(yīng)是X射線與物質(zhì)發(fā)生的主要相互作用：

1）光電效應(yīng)

當(dāng)射線進(jìn)入被測物體時，光子將與原子中的軌道電子發(fā)生碰撞，將其能量全部傳遞給軌道電子，軌道電子在獲得能量之后，會擺脫原子核對自己的束縛，變成自由的光電子，而入射光子在與軌道電子相互作用后完全消失，這種現(xiàn)象就是光電效應(yīng)。光電效應(yīng)只有在入射光子能量大于原子核與軌道電子的結(jié)合能時才會發(fā)生，否則不會發(fā)生。由于軌道電子變?yōu)樽杂呻娮?，使得電子層中產(chǎn)生空位，將導(dǎo)致原子不穩(wěn)定，所以外層電子會躍遷到空位，使原子恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。躍遷時會發(fā)射熒光輻射，這是光電效應(yīng)的一個重要特征。下圖為光電效應(yīng)示意圖：

2）康普頓效應(yīng)

康普頓效應(yīng)也稱為康普頓散射，指的是入射光子與原子外層電子發(fā)生撞擊，入射光子的部分能量傳遞給了外層電子，外層電子獲得能量后從原來的軌道飛出，同時，入射光子由于能量的減少，成為散射光子，偏離入射方向，經(jīng)過散射的射線和入射的射線波長不相等。如下圖所示，hγ和hγ’分別表示入射光子和散射光子的能量，θ表示入射光子與散射光子之間的夾角，稱為散射角，φ表示入射光子與反沖光子之間的夾角，稱為反沖角。

3）電子對效應(yīng)

當(dāng)高能量的光子穿過物體時，將會與原子核發(fā)生相互作用，光子的能量會全部釋放，轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電子對，這種相互作用的過程稱為電子對效應(yīng)。產(chǎn)生的電子對會在不同方向飛出，方向由入射光子的能量決定。電子對效應(yīng)的發(fā)生概率與物質(zhì)原子序數(shù)和光子能量有關(guān)，在高原子序數(shù)、高光子能量的情況下，是一種重要的相互作用。下圖簡明地表示了三種基本作用在不同條件下的優(yōu)勢區(qū)域和重要性。

在常用的X射線能量范圍內(nèi)，光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)這三種物理效應(yīng)基本都會發(fā)生。對于不同的被檢物質(zhì)和X射線能量，上述三種效應(yīng)的發(fā)生概率不同。

4、X射線成像原理

小朋友你是否有很多問號？我們產(chǎn)生了X射線后要干什么呢？

當(dāng)然是根據(jù)X射線的特征，以及其強(qiáng)大的穿透能力進(jìn)行成像啦！

X射線在穿過物體時，與物體之間產(chǎn)生吸收和散射作用，這導(dǎo)致X射線強(qiáng)度衰減，這是X射線成像的重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明，X射線穿過物質(zhì)的厚度越厚，其強(qiáng)度衰減率越高。某一波長的X射線穿過物體時的衰減規(guī)律滿足比爾定律：

I為射線穿過物體經(jīng)過衰減后的強(qiáng)度，I0為射線的入射強(qiáng)度，μ為該物體在該波長X射線照射下的線性衰減系數(shù)，t為物體的厚度。一般來說，X射線的衰減是物質(zhì)對射線的吸收與散射共同作用的結(jié)果，因此上式中衰減系數(shù)μ被認(rèn)為是吸收系數(shù)與散射系數(shù)的和。在X射線的實(shí)際衰減過程中，射線因吸收而導(dǎo)致的衰減占主要部分，遠(yuǎn)大于散射所導(dǎo)致的衰減，因此常將因射線散射而導(dǎo)致的衰減忽略。

當(dāng)一定強(qiáng)度的X射線透射物質(zhì)時，射線的波長保持不變，當(dāng)X射線穿過高密度或厚度較大的物體時，X射線強(qiáng)度衰減較大；穿透低密度或較薄的物體時，相同強(qiáng)度的X射線的衰減較小。因此，在一次曝光中，一定強(qiáng)度的X射線穿過不同物質(zhì)，或者相同物質(zhì)不同厚度時，會得到亮度明暗差別較大的圖像。

當(dāng)射線束穿過被檢測物體時，如果在物體的某個區(qū)域存在缺陷，或者在射線透照方向上存在結(jié)構(gòu)差異，就會造成物體對射線的衰減產(chǎn)生差異，通過探測器采集到的圖像就可以分析出被測物內(nèi)部的缺陷和結(jié)構(gòu)差異。

上圖為射線檢測的基本原理圖，入射X射線的強(qiáng)度為I0，穿過厚度為T的被測物體，被測物內(nèi)部有厚度為ΔT的缺陷，被測物體的線性衰減系數(shù)為μ，射線穿過沒有缺陷和有缺陷區(qū)域的一次射線強(qiáng)度分別為ID和ID'，沒有缺陷和有缺陷區(qū)域的散射射線強(qiáng)度為IS和IS'，沒有缺陷和有缺陷區(qū)域的總透射強(qiáng)度為I和I’。

總透射強(qiáng)度可由一次射線強(qiáng)度和散射射線強(qiáng)度組合表示：

實(shí)際中ΔT遠(yuǎn)小于T，因此可認(rèn)為IS和IS'相等，所以可得：

對于一次射線，根據(jù)比爾定律可以得出：

由于式μΔT表示的值很小，根據(jù)泰勒公式近似：

缺陷的衰減系數(shù)記為μ’，經(jīng)過進(jìn)一步推導(dǎo)（過程略去）可得：

ΔI/I表示的是物體的對比度，表示了射線成像的基本原理，即得出了缺陷和本體之間的對比度關(guān)系。由上式可以看出，射線檢測缺陷的能力，與射線的能量、在射線透照方向上缺陷的尺寸、射線散射等相關(guān)。檢測原理是根據(jù)物體不同部位對射線衰減的差異，通過探測器采集到這種差異信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，然后從圖像中提取出物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、質(zhì)量狀態(tài)等重要信息，然后對其分析處理。

5、X射線圖像采集系統(tǒng)

X射線數(shù)字射線成像(Digital Radiograph, DR)和工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描（Industrial Computed Tomography, ICT）是工業(yè)無損檢測領(lǐng)域中的兩個重要技術(shù)分支。DR檢測技術(shù)，是20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的一種實(shí)時的X射線數(shù)字成像技術(shù)。相對于現(xiàn)今仍然普遍應(yīng)用的射線膠片照相，DR檢測最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)時性強(qiáng)，可以在線實(shí)時地對生產(chǎn)工件結(jié)構(gòu)介質(zhì)不連續(xù)性、結(jié)構(gòu)形態(tài)以及介質(zhì)物理密度等質(zhì)量缺陷進(jìn)行無損檢測，因此在快速無損檢測領(lǐng)域里有廣闊的發(fā)展前景。

ICT技術(shù)是一種融合了射線光電子學(xué)、信息科學(xué)、微電子學(xué)、精密機(jī)械和計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域知識的高新技術(shù)。它以X射線掃描、探測器采集的數(shù)字投影序列為基礎(chǔ)，重建掃描區(qū)域內(nèi)被檢試件橫截面的射線衰減系數(shù)分布映射圖像。

DR

DR系統(tǒng)一般由射線源、待測物、探測器、圖像工作站等幾部分構(gòu)成。目前在工程實(shí)際中應(yīng)用的探測器主要分為兩種：圖像增強(qiáng)器和非晶硅探測器。圖像增強(qiáng)器首先通過射線轉(zhuǎn)化屏將X射線光子轉(zhuǎn)換為可見光，然后通過CCD（Charge Coupled Device）相機(jī)將可見光轉(zhuǎn)化為視頻信號，可在監(jiān)視器上實(shí)時顯示，也可通過A/D采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入到計(jì)算機(jī)顯示和處理。非晶硅探測器采用大規(guī)模集成技術(shù)，集成了一個大面積非晶硅傳感器陣列和碘化銫閃爍體，可以直接將X光子轉(zhuǎn)化為電子，并最終通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號。

X射線數(shù)字成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器、核能、汽車等領(lǐng)域產(chǎn)品和系統(tǒng)的無損檢測、無損評估以及逆求，檢測對象包括導(dǎo)彈、火箭發(fā)動機(jī)、核廢料、電路板、發(fā)動機(jī)葉片、汽車發(fā)動機(jī)氣缸、輪胎輪轂等，在工程質(zhì)量監(jiān)督和產(chǎn)品質(zhì)量保證方面發(fā)揮著極其重要的作用，正逐漸成為發(fā)展現(xiàn)代化國防科技和眾多高科技產(chǎn)業(yè)的一種基礎(chǔ)技術(shù)。

電路板檢測：

焊縫檢測：

CT檢測

X射線CT是國內(nèi)研究最為廣泛的CT成像方法之一，CT圖像重建方法是CT基礎(chǔ)研究的核心。CT圖像重建的任務(wù)是由CT數(shù)據(jù)重建被測物體的CT圖像。

錐束CT是指基于面陣列探測器的CT成像方法，其中錐束指X射線源焦點(diǎn)與面陣列探測器所形成惟形射線束。與傳統(tǒng)基于維線陣列探測器的扇束CT相比，錐束CT每次可以獲得一幅二維圖像，具有射線利用率高和各向分辨率相同等優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)我們獲取了一定數(shù)量的投影數(shù)據(jù)后，便可以根據(jù)不同掃描方式下的不同CT重建算法，重建出待測物體的斷層圖像。

典型CT斷層圖像：

8. 單反照相機(jī)鏡頭的成像原理圖

●用相機(jī)拍攝景物時，景物反射的光線通過相機(jī)的鏡頭透射到CCD上。

CCD成像原理

●當(dāng)CCD曝光后，光電二極管受到光線的激發(fā)釋放出電荷，感光元件的電信號便由此產(chǎn)生。

●CCD控制芯片利用感光元件中的控制信號線路對光電二極管產(chǎn)生的電流進(jìn)行控制，由電流傳輸電路輸出，CCD會將一次成像產(chǎn)生的電信號收集起來，統(tǒng)一輸出到放大器。

●經(jīng)過放大和濾波后的電信號被送到A/D，由A/D將電信號（此時為模擬信號）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)值的大小和電信號的強(qiáng)度即電壓的高低成正比。這些數(shù)值其實(shí)就是圖像的數(shù)據(jù)了。

●不過單依靠第4步所得到的圖像數(shù)據(jù)還不能直接生成圖像，還要輸出到數(shù)字信號處理器（DSP）。在DSP中，這些圖像數(shù)據(jù)被進(jìn)行色彩校正、白平衡處理（視用戶在相機(jī)中的設(shè)定而定）等后期處理，編碼為相機(jī)所支持的圖像格式、分辨率等數(shù)據(jù)格式，然后才會被存儲為圖像文件。

●最后，圖像文件就被寫入到存儲器上

9. 單反相機(jī)的成像原理圖

單反相機(jī)拍的照片有時不如手機(jī)拍得清晰，許多情況下，是相機(jī)設(shè)置參數(shù)問題或拍攝技術(shù)水平問題。具體原因如下：

1、拍攝參數(shù)的設(shè)置問題。主要體現(xiàn)在~光圈、速度、焦段、景深、iso、白平衡的這些參數(shù)，沒有適應(yīng)場景的光線及對焦的景深。

2、拍攝技術(shù)水平問題主要體現(xiàn)在~手持相機(jī)的平穩(wěn)程度、對焦點(diǎn)的位置、自動或手動對焦時候的精確度。因?yàn)閱畏聪鄼C(jī)的專業(yè)成像構(gòu)成原理及制造，導(dǎo)致了從機(jī)身的結(jié)構(gòu)，到鏡頭的多重折反射原理，都是以專業(yè)品質(zhì)來實(shí)現(xiàn)成像的，即使是很普通的鏡頭，正常拍攝后的成像，也會高于現(xiàn)在的手機(jī)拍攝成像質(zhì)量。在許多的情況下，手機(jī)拍攝的照片，在手機(jī)屏幕上面看到是清晰的，但是，只要是放大后，就在細(xì)節(jié)或局部上面，清晰度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和單反正常拍攝的照片相比較。單反拍攝需要注意的事項(xiàng)：1、了解單反相機(jī)的基本要素，光圈-大光圈和小光圈，快門-高速快門和慢速快門，ISO-高ISO和低ISO，白平衡-天氣不同光線不同情況下的使用。2、使用單反相機(jī)的時候，不是很熟練時候，盡量不要使用手動對焦，因?yàn)榧夹g(shù)還沒有完全達(dá)到那個程度，或者是因?yàn)槟跨R適應(yīng)眼睛近視的調(diào)節(jié)沒有調(diào)整合適，而導(dǎo)致拍攝出來的照片是模糊的。

3、端穩(wěn)相機(jī)，保持拍攝時候的穩(wěn)定，也是保證拍攝出來的照片清晰度的一個重要因素。

4、及時清理鏡頭表面的污染或灰塵。

5、保證被拍攝物體的穩(wěn)定性或者在移動時候的同步性。做到以上這些，就絕對可以保證單反的成像，高于手機(jī)的拍攝成像。

10. 單反相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和成像原理

照相機(jī)是一種利用光學(xué)成像原理形成影像并使用底片記錄影像的設(shè)備，是用于攝影的光學(xué)器械。在現(xiàn)代社會生活中有很多可以記錄影像的設(shè)備，它們都具備照相機(jī)的特征，比如醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，天文觀測設(shè)備等。

11. 單反鏡頭原理圖

照相機(jī)的原理是的直線傳播性質(zhì)和光的折射與反射規(guī)律。

物體的景象通過光線的直線傳播，將物體的光線經(jīng)過折射或反射準(zhǔn)確地聚焦在像平面上，感光材料接收光子能量，形成潛影，膠片經(jīng)過顯影、定影就能得到照片。

擴(kuò)展資料：

通常，照相機(jī)主要元件包括：成像元件、暗室、成像介質(zhì)與成像控制結(jié)構(gòu)。

成像元件可以進(jìn)行成像。通常是由光學(xué)玻璃制成的透鏡組，稱之為鏡頭。小孔、電磁線圈等在特定的設(shè)備上都起到了“鏡頭”的作用。

成像介質(zhì)則負(fù)責(zé)捕捉和記錄影像。包括底片、CCD、CMOS等。

暗室為鏡頭與成像介質(zhì)之間提供一個連接并保護(hù)成像介質(zhì)不受干擾。

控制結(jié)構(gòu)可以改變成像或記錄影像的方式以影像最終的成像效果。光圈、快門、聚焦控制等。