数码摄像机的工作原理（数码摄像机也是一种传感器，它能将光信号最终转化成数字信号，请简析数码摄像机的工作原理）

本文目录

• 数码摄像机也是一种传感器，它能将光信号最终转化成数字信号，请简析数码摄像机的工作原理
• 数码照相机的原理
• 摄像机的详细工作原理是什么
• 数码摄像机检测有什么原理

数码摄像机也是一种传感器，它能将光信号最终转化成数字信号，请简析数码摄像机的工作原理

在数码摄像机中，使用了一种新型的敏感光件，叫做电荷耦合器件(CCD)，它能将光信号转换成模拟电信号，模拟电信号再通过一种专门的装置——A/D转换器就可转换为数字电信号，以便于电子计算机处理．处理后的信号可根据需要或储存或发送出去。数码摄像机工作原理方框图如下：

数码照相机的原理

　　数码相机的原理结构　　数码相机是由镜头、CCD、A/D(模/数转换器)、MPU(微处理器)、内置存储器、LCD(液晶显示器)、PC卡(可移动存储器)和接口(计算机接口、电视机接口)等部分组成，通常它们都安装在数码相机的内部，当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离．数码相机中只有镜头的作用与普通相机相同，它将光线会聚到感光器件CCD(电荷耦合器件)上, CCD是半导体器件，它代替了普通相机中胶卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号．这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC(模数转换器)器件用来执行这项工作．接下来MPU(微处理器)对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式．最后，图像文件被存储在内置存储器中．至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD(液晶显示器)查看拍摄到的照片．有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者软盘．此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口．　　几乎所有的数码相机镜头的焦距都比较短，当你观察数码相机镜头上的标识时也许会发现类似"f=6mm"的字样，它的焦距仅为6毫米，这不是鱼眼镜头吗？答案是否定的．说明书中明确地指出f=6mm相当于普通相机的50mm镜头(因相机不同而不同)．这是怎么回事呢？原来我们印象中的标准镜头、广角镜头、长焦镜头以及鱼眼镜头都是针对35mm普通相机而言的．它们分别用于一般摄影、风景摄影、人物摄影和特殊摄影．各种镜头的焦距不同使得拍摄的视角不同，而视角不同产生的拍摄效果也不相同．但是焦距决定视角的一个条件是成像的尺寸，35mm普通相机成像尺寸是24mm×36mm(胶卷)，而数码相机中CCD的成像尺寸小于这个值两倍甚至十倍，在成像尺寸变小焦距也变小的情况下，就有可能得到相同的视角．所以说上面提及的6mm镜头相当普通相机50mm焦距镜头．因此在选购数码相机时，我们不用关心数码相机的实际焦距是多少，而只要参考换算到35毫数码相机使用CCD代替传统相机的胶卷，因此CCD技术成为数码相机的关键技术，CCD的分辨率被作为评价数码相机档次的重要依据．CCD是Charge Couple Device的缩写，被称为光电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能．在摄像机、数码相机和扫描仪中被广泛使用．摄像机中使用的是点阵CCD，扫描仪中使用的是线阵CCD，而数码相机中既有使用点阵CCD的又有使用线阵CCD的，而一般数码相机都使用点阵CCD，专门拍摄静态物体的扫描式数码相机使用线阵CCD，它牺牲了时间换取可与传统胶卷相媲美的极高分辨率(可高达8400×6000)．CCD器件上有许多光敏单元，它们可以将光线转换成电荷，从而形成对应于景物的电子图像，每一个光敏单元对应图像中的一个像素，像素越多图像越清晰，如果我们想增加图像的清晰度，就必须增加CCD的光敏单元的数量．数码相机的指标中常常同时给出多个分辨率，例如640×480和1024×768．其中，最高分辨率的乘积为786432(1024×768)，它是CCD光敏单元85万像素的近似数．因此当我们看到"85万像素CCD"的字样，就可以估算该数码相机的最大分辨率．　　许多早期的数码相机都采用上述的分辨率，它们可为计算机显示的图片提供足够多的像素，因为大多数计算机显卡的分辨率是640×480、800×600、1024×768、1152×864等．CCD本身不能分辨色彩，它仅仅是光电转换器．实现彩色摄影的方法有多种，包括给CCD器件表面加以CFA(Color Filter Array，彩色滤镜阵列)，或者使用分光系统将光线分为红、绿、蓝三色，分别用3片CCD接收，例如美能达RD-175单反数码相机就采用3CCD方式．　　A/D转换器又叫做ADC(Analog Digital Converter)，即模拟数字转换器．它是将模拟电信号转换为数字电信号的器件．A/D转换器的主要指标是转换速度和量化精度．转换速度是指将模拟信号转换为数字信号所用的时间，由于高分辨率图像的像素数量庞大，因此对转换速度要求很高，当然高速芯片的价格也相应较高．量化精度是指可以将模拟信号分成多少个等级．如果说CCD是将实际景物在X和Y的方向上量化为若干像素，那么A/D转换器则是将每一个像素的亮度或色彩值量化为若干个等级．这个等级在数码相机中叫做色彩深度．数码相机的技术指标中无一例外地给出了色彩深度值，那么色彩深度对拍摄的效果有多大的影响呢？其实色彩深度就是色彩位数，它以二进制的位(bit)为单位，用位的多少表示色彩数的多少．常见的有24位、30位和36位．具体来说，一般中低档数码相机中每种基色采用8位或10位表示，高档相机采用12位．三种基色红、绿、蓝总的色彩深度为基色位数乘以3，即8×3=24位、10×3=30位或12×3=36位．数码相机色彩深度反映了数码相机能正确表示色彩的多少，以24位为例，三基色(红、绿、蓝)各占8位二进制数，也就是说红色可以分为2^8=256个不同的等级，绿色和蓝色也是一样，那么它们的组合为256×256×256=16777216，即1600万种颜色，而30位可以表示10亿种，36位可以表示680亿种颜色．色彩深度值越高，就越能真实地还原色彩．　　数码相机要实现测光、运算、曝光、闪光控制、拍摄逻辑控制以及图像的压缩处理等操作必须有一套完整的控制体系．数码相机通过MPU(Microprocessor Unit)实现对各个操作的统一协调和控制．和传统相机一样，数码相机的曝光控制可以分为手动和自动，手动曝光就是由摄影者调节光圈大小、快门速度．自动曝光方式又可以分为程序式自动曝光、光圈优先式曝光和快门优先式曝光．MPU通过对CCD感光强弱程度的分析，调节光圈和快门，又通过机械或电子控制调节曝光．　　经过A/D转换器得到的数字图像信号在存储之前还有一项工作，就是将占用大量存储空间的原始图像数据压缩成特定的图像格式．图像格式的种类繁多，加起来不下二三十种，各个厂家的标准也不统一，有的数码相机干脆为用户提供了六七种格式任用户选择．　　LCD(Liquid Crystal Display)为液晶显示屏，数码相机使用的LCD与笔记本电脑的液晶显示屏工作原理相同，只是尺寸较小．从种类上讲，LCD大致可以分为两类，即DSTN-LCD(双扫扭曲向列液晶显示器)和TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)．与DSTN相比，TFT的特点是亮度高，从各个角度观看都可以得到清晰的画面，因此数码相机中大都采用TFT-LCD．LCD的作用有三个，一为取景、二为显示、三为显示功能菜单．　　数码相机的输出接口主要有计算机通讯接口、连接电视机的视频接口和连接打印机的接口．常用的计算机通讯接口有串行接口、并行接口、USB接口和SCSI接口．若使用红外线接口，则要为计算机安装相应的红外接收器及其驱动程序．如果你的数码相机带有PCMCIA存储卡，那么可以将存储卡直接插入笔记本电脑的PC卡插槽中．软盘是最常见和最经济的存储介质，有些数码相机就使用软盘作为存储介质．直接把软盘从数码相机中取出，插入计算机软盘驱动器即可把图像文件传送到计算机中．

摄像机的详细工作原理是什么

就是利用光学镜片将外界景物，导入摄像机内部，在镜片的焦平面对感光相纸或者电子感光器件形成曝光，最终还原成景物的影像。前者就是原来的胶片相机，后者就是数码相机。

数码摄像机检测有什么原理

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CCD的工作原理是：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。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。 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）。 光学系统的主要部件是光学镜头，它由透镜系统组合而成。这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜的中比边缘厚，因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射。当被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成“焦点”。光电转换系统中的光敏原件会把“焦点”外的光学图像转变成携带电荷的电信号。这些电信号的作用是微弱的，必须经过电路系统进一步放大，形成符合特定技术要求的信号，并从摄像机中输出。

光学系统相当于摄像机的眼睛，与操作技巧密切相关，在本章以后的小节里将详细叙述。光电转换系统是摄像机的核心，摄像管或固体摄像器件便是摄像机的“心脏”，有关这一部分的内容，将在第三章里介绍。由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合为一体，下面再概述一下录像部分的工作原理。 当摄像机中的摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后，便形成了被记录的信号源。录像系统把信号源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记录在录像带上。如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成电信号，再经过放大处理后送到电视机的屏幕上成像。