筆記•凸透鏡（相機）成像

有一個詞比較喜歡，

Knowledge Ocean

：知識的海洋。

寫這篇文章的時候，正好在聽“我是一隻魚”，希望大家都可以在知識的海洋中快樂遨遊。

那這篇文章先在海洋的淺灘上瞭望一下下（我也在學習的過程中），注：

• 非攝影專業，也並非光學學科，只是重新溫習

初高中的知識

• 關於相機原理的一些知識，在乎上找到兩篇的文章。 原版見以下連結

相機的對焦是什麼意思？為什麼需要對焦？ （zhihu。com）

相機的“對焦”和“變焦”，這二者有什麼區別？ （zhihu。com）

這兩篇是個人強推是可以細讀的

。

※ 初高中知識

- 小孔成像

- 凸透鏡系列術語

- 小孔成像

用一個帶有小孔的板遮擋在牆體與物之間，牆體上就會形成

倒立

的

實像

，這樣的一種現象叫小孔成像，如下圖所示。

如果移動牆體（或者中間的小孔），牆體上像的大小也會隨之發生變化。

牆體離小孔越遠，像越大，但是也越暗。

1。 人為造畫

那如果把小孔變成凸透鏡呢

- 凸透鏡系列術語

2。 人為造畫

凸透鏡：中央較厚，邊緣較薄的透鏡，對光有匯聚作用 （如圖2）

凹透鏡：中間薄，邊緣厚，對光有發散作用

物距：物體到透鏡光心O的距離，即WO，用英文字母u表示

像距：像到透鏡光心O的距離，即OX，用英文字母v表示

焦距：平行光入射時從透鏡光心O到光聚集點的距離，即OF，用英文字母f表示

那麼不同物距，像距和焦距的關係，就可以組合成不同的光學元件

比如相機的成像它們的關係：

物距>2f

/

f<相聚<2f

規律性：動手畫下光的走線，就可以直觀感受成像的大小.

注：圖片引用來源

【中考物理】我是這樣記住凸透鏡成像規律的_嗶哩嗶哩_bilibili

※ 相機相關內容

注：以下內容的黑色字型來自於來自上述兩篇知乎文章。

摘要：成像清晰：物體上一點發出的光線經過透鏡後匯聚於成像底片上的“同一點”的時候，便是成像清晰

匯聚“同一點”是這個劃重點。

比如說左邊綠顏色的箭頭的頂點，它發出的“所有光線” 經過凸透鏡後 都會匯聚到一點 （也就是右邊箭頭的頂點）

這個點的成像便是清晰的

那左邊箭頭其他不同位置發出的光線 透過凸透鏡 也會匯聚到各自相應的點上，從而形成一個清晰的倒立箭頭。

對焦（或調焦）—— 透過移動CCD/CMOS與鏡頭之間的相對距離，使影象最清晰.

對焦的作用為了 成像清晰 （也就是找到你所想要拍攝那部分內容，調節鏡頭和光線感測器的距離，使之清晰）

這裡上一個自拍的影片（形成你所要的清晰區域性）

畫面逐漸清晰

https：//www。zhihu。com/video/1478828241444544512

變焦——改變鏡頭的焦距，從而改變影象中的視場範圍.

這裡也上一個自拍的影片（目的是形成你所要的放大、縮小區域性）（但是並非是一定清晰的畫面）

所謂的變焦，雖然物距沒變（相比於像距），但是它的視場發生了變化。

https：//www。zhihu。com/video/1478828545221259265

對於一隻鏡頭來說，它裡面由不同的多組鏡片組成。

變焦和對焦同樣是依賴移動其內部鏡片的相對位置來實現的，但是對於一個鏡頭來說，“對焦”和“變焦”所要移動的鏡片組是不一樣的.

更新於20220224

相機感測器

影像（相機）感測器，是數碼相機的核心，也是最關鍵的技術。

在傳統的相機中，膠片是一種感光材料，經過某種特定的化學藥品處理後，它會把拍攝到的影像記錄下來。

數碼相機中，影像感測器（CCD和CMOS）代替了膠片的位置，形成了電子影像。

其中感測器中最主要的部分是

光電二極體

。

光電二極體是將光訊號變成電訊號的半導體器件。

當有光照時，攜帶

能量的光子

進入PN接面後，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產生電子。（

帶著多少能量的光子 影響著 最後掙脫的 電子

）

如果在外電路上接上負載，負載上就獲得了電訊號，而且這個電訊號隨著光的變化而相應變化。

感測器工作原理

光電轉換（光子 透過光電二極體產生 電子）

2。 電子（電荷）電壓轉換

3。 模擬數字轉換（電壓模擬訊號 到 數字訊號）

4。 數字訊號被處理器加工，形成我們拍下的照片。

關於感測器的內容，這裡附上2個up主的影片，是值得去一覽的（也是關於感測器圖片的來源）

CMOS影象感測器基礎——Part2_嗶哩嗶哩_bilibili

1。相機與光電探測器的原理——Nico Stuurman_嗶哩嗶哩_bilibili

以上