照相机的发展?
第一发展阶段(1839 ~ 1954)
相机技术从雏形走向光机的成熟完善阶段;照相机的主要部件正处于发明和装入照相机的阶段;各种类型的照相机正处于定型阶段。摄像机类型主要包括:
1.35mm镜头快门平视相机;
2.35mm焦平面快门平视相机;
3.35mm单反相机;
4.120单反相机;
5.120双反相机;
6.135和120折叠相机;
7.中画幅和大幅面的专业相机,
在这些相机中,35mm单反相机的结构最为复杂,技术要求也很高。1950采用屋脊棱镜使取景从顶部到水平,1954采用镜面快速瞬时复位机构和自动收缩光圈的方法,使35mm单反相机像平视取景相机一样操作方便。而且由于单反相机可以直接观察穿过摄影镜头的影像,所以没有视差,而且可以换镜头拍特写,所以单反相机得到了迅速的发展和普及。
第二发展阶段(1955 ~ 1974)
主要代表技术是依靠测光的手动和电动曝光控制。光学部分已经从单纯的光学成像技术扩展到光度、色度、光度元件和光电转换技术。机械部分在简化结构、减少零件的基础上,增加了结合光电转换的控制部分,电气部分从简单的微安表控制电路发展到晶体管分立元件、厚膜电路、集成电路(ic)和模拟或数字控制电路。在这一阶段,开发的技术主要包括:
1.用微安计实现电测光的手动曝光控制;
2.微安表和预选快门速度实现速度优先自动曝光控制;
3.实现光圈优先电子快门的自动曝光控制;
4.根据电测光,利用微安计通过程序快门实现自动曝光控制;
5.实现电子程序快门的自动曝光控制;
A.快门速度和光圈值根据程序同时改变。用光敏元件、控制电路和继电器代替微安表,用电子快门进行自动曝光控制;
B.镜头结构设计成后快门的形式;
C.控制电路从分立元件、厚膜电路、通用IC发展到专用IC,实现了多功能控制;
6.钢制焦平面快门已成功应用于单反相机;
7.单反相机实现了TTL内部测光的手动和自动曝光控制;
A.TTL内置测光,微安表显示,并通过指针跟踪、定点、平衡指示进行手动曝光控制;
B.TTL内部测光、IC应用、LED显示和手动曝光控制;
C.TTL内部测光,并且光圈优先由焦平面电子快门控制,实现自动曝光。
第三发展阶段(1975 ~ 1985)
在自动曝光控制的基础上,进一步扩展自动化功能,通过微处理技术实现多模式控制。
35mm镜头快门相机:
1.出现了带电子自拍器的电子节目快门;
2.闪光灯安装在相机中,与相机形成有机统一,实行同步控制(第一次革命浪潮);
3.实现自动闪光控制(自动点火、自动充电);
4.实现自动对焦(第二次革命浪潮);
5.自动倒片和倒片(第三次革命浪潮);
6.双焦点和变焦系统的出现(第四次革命浪潮);
7.有超小型和护目镜相机;
8.出场日期打印和数字记录装置;
9.电影DX编码系统出现。
35mm单反相机:
1.集成注入逻辑门技术得到广泛应用,利用80年代发展起来的表面贴装技术,将片式元件和ASIC芯片安装在柔性电路板上。
2.应用CPU处理和控制技术,实现CPU多模式控制;
A.实现了手动曝光控制、光圈优先、速度优先、光圈收缩测光控制、自动闪光调节;
B.在1978、1982、1983和1985中,实现了多种类型和模式的节目曝光控制。
3.实现自动聚焦控制;
4.测光方式多样化,从平均测光、中心键测光、偏离胶片平面的OTF,到图像平面的直接测光、点测光、多区域测光、TTL闪光测光、阳光闪光同步测光;
5.实现双优先级自动曝光控制;
6.机身内设置有电动薄膜收卷和复卷机构;
7.高速钢快门出现,速度提高到1/4000s;
8.通过LED和LCD以程序曲线的形式进行多模式显示;
9.出现了高倍变焦镜头;
10.出现了大口径镜头。
第四发展阶段(1985 ~ 1995)
随着相机开发所需的各种单元技术的完善,相机研发从80年代中后期开始进入功能选择和集成阶段,新产品开发的方法发生了变化。主要形式是以精密硬件和软件为核心,整合各种单元技术,形成一个有机整体。在此阶段,新开发的功能主要包括:
35mm镜头快门相机:
1.对焦、闪光、曝光、摄影模式等新技术不断涌现。
2.防手震或手震补偿技术(1993尼康出版的变焦700 VR QD)
3.全片可采用标准帧、全景帧或两者兼而有之的方式拍摄。
4.LCD屏幕由新的发光体(使用蓄光磷光体)照亮。
5.防止后盖误开的安全锁定机构
6.胶片装载日期显示
7.红外遥控技术
8.低角度取景器
9.防水技术
10.相机机身配有三脚架。
35mm单反相机:
1.探索在各种条件下都能正确对焦的测距技术;
2.各种多元或阵列传感器及其信息处理技术;
3.用于对焦或变焦前的各种镜头驱动技术(如DDC微正转电机、无芯电机、AFD、USM);
4.探索能正确测量各种条件下曝光量的技术;
5.闪光灯功能多,功能强大;
6.各种摄影模式或特殊摄影模式的开发;
7.基于软件的大量新功能已经出现,并且软件已经广泛用于聚焦、测光、闪光、曝光和摄影模式;
8.在不改变相机硬件结构的情况下,用户可以自行选择功能,或者通过更换或添加相机中的软硬件,根据自己的需要选择、设置、调整、改造和扩展各种新功能,实现相机的模块化和个性化设计;
9.功能扩展和信息交换的新技术(如美能达的art扩展卡系统、佳能的条形码程序输入、尼康的IC卡在相机和电子笔记本之间交换信息、京瓷的ABF系统);
10.数字环路、模糊逻辑和神经网络控制技术;
11.神经元学习方法和模糊理论(尼康F70d);
12.浮动透镜和复消色差透镜的设计与制造技术:
13.特种专业工程塑料的开发与应用(如作为机身的玻璃罐纤维增强聚碳酸酯);
14.降噪防振技术
声音衰减和振动吸收材料(尼康F70D)
无转子电机(尼康F100)
用一条腿或三脚架支撑整个相机。
设计了一种减少手振动和快门机构运动振动装置。
防抖转换镜头(1987,佳能EOS)
图像稳定控制器(佳能)
镜头防抖是技术(佳能EOS3)
变角棱镜(1992,佳能)
平衡器系统(尼康F5)
快门和镜子阻尼系统
减震结构(尼康F100)
机械浮动设计(尼康F100)
从齿轮传动改为皮带传动(美能达α-si)
镜头和机身分离设计
15.全幅和全景画面的中途切换技术;
16.出现了新的单反相机取景器(奥林巴斯IS1000,混合相机)。
第五发展阶段(1996 ~)
1.自动感应测光(美能达Dimage V)
2.自动绘画对焦(美能达DimageV)
3.美能达Dimage V,第一个旋转和分裂镜头设计。
可以减少镜头振动的影响。
利于自拍或偷拍。
便于多方位闪光灯补光拍摄
4.滑盖结构可以达到小型化和良好操作性的双重效果(富士Epion 100 MRC TIARA ix)。
5.美能达RD-175,第一分光棱镜二色性感光系统。
6.可拆卸防红外低厚度过滤器(CANOEOS D2000)
7.相机或摄影师(CANOEOS D2000)选择日光、钨丝灯、荧光灯、闪光灯光源的自动白平衡功能。
8.单点自动对焦:使用单点自动对焦算法从镜头中心的被摄体测量对焦位置(柯达DC260变焦)。
9.多点自动对焦:使用多点自动对焦算法从镜头上的三个位置测量对焦位置(柯达DC260变焦)。
10.数码变焦(柯达DC260变焦)
11.使用自动旋转传感器测量相机的倾斜角度,并旋转照片(柯达DC260变焦)。
12.相同焦距不同角度的平行连拍,最多可以将9张图片组合成一张全景照片(卡西欧QV-7000SX)。
13.黑白模式、棕色调模式和电影模式(卡西欧QV-7000SX)
14.水印功能(柯达DC260变焦)
15.快速红外数据传输(卡西欧QV-7000SX)
16.广泛深入地应用人机工程学原理,指导相机外形结构和各种操作机构的设计;
A.采用工程塑料、复合元件、精密电子电路和CAD技术,使相机结构和内部设置更加合理,体积更小,重量更轻。
B.精心设计的手柄:凹凸纹理处理,防滑软橡胶。
C.切口角度设计
D.快门速度调节盘和快门释放按钮的设计和布局
E.双快门按钮介绍
f、将容易混淆的旋钮、按钮或按键的表面处理成不同的形状或纹理,这样摄影师不仅可以有效防止误操作,而且只需手指的触摸就可以完成各种功能的操作。
G.表盘、旋钮和按键,基本操作键设置在相机右侧顶面和握持手顶面,创意摄影和输入基本数据的操作键设置在左侧顶面。
H.取景器的设计充分考虑了人的视觉因素:屈光度调节器、高目镜取景器和镜头目镜遮光护目镜。
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照相机
照相机是一种用于摄影的光学仪器。被拍摄场景反射的光线经相机镜头(摄像机镜头)和控制曝光的快门聚焦后,被拍摄场景在相机盒内的感光材料上形成潜像,经显影、定影后形成永久图像。这项技术被称为摄影。
最早的相机结构非常简单,只包括一个黑匣子、一个镜头和感光材料。现代相机比较复杂,有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、传片、计数、自拍等系统。它是集光学、精密机械、电子技术和化学为一体的复杂产品。
公元前400年以前,墨子在莫箐就有了针孔成像的记载。13世纪,欧洲出现了利用针孔成像原理制作的影像黑匣子,人们走进黑匣子观看影像或描绘风景;1550,意大利卡尔达诺把双凸透镜放在原来的针孔位置,成像的效果比黑匣子更亮更清晰;1558年,意大利人巴巴罗在卡尔达诺的装置上增加了光圈,大大提高了成像清晰度。1665年,德国僧人张胜设计制作了一个小型便携式单镜头反光相机盒,由于当时没有感光材料,只能用于绘画。
1822年,法国人Niepce在感光材料上做出了世界上第一张照片,但图像不清晰,需要八小时曝光。在1826中,他在涂有感光沥青的锡底板上通过一个黑匣子拍了一张照片。
1839年,达盖尔制造了第一台实用的银照相机,由两个木箱组成。一个木箱插进另一个来对焦,镜头盖作为快门,控制曝光时间30分钟,才能拍出清晰的图像。
1860年,英国的萨顿设计了最初的单镜头反光相机,取景器可旋转。1862年,法国人德特里把两台相机叠在一起,一台取景,一台拍照,构成了双镜头相机的雏形。1880年,英国的贝克制作了双镜头反光照相机。
随着感光材料的发展,1871年出现了涂有溴化银感光材料的干版,1884年出现了以硝化纤维素(赛璐珞)为基质的胶片。
随着放大技术和微粒薄膜的出现,透镜的质量得到了相应的提高。1902年,德国的鲁道夫利用1855年塞德尔建立的三级像差理论和1881年阿贝研究成功的高折射率低色散光学玻璃,制成了著名的“天赛”透镜。由于各种像差的减少,成像质量大大提高。在此基础上,1913年,德国巴拿赫设计制造了底片打孔35 mm胶片的小型莱卡相机。
但是这个时期的35 mm相机都是用透视取景器,没有测距仪。1930制成彩色胶片;1931德国Contex相机已经搭载了基于三角测距原理的双像重合测距仪,提高了对焦精度,并首次采用铝合金压铸机身和金属帘式快门。
1935年,德国出现了一款Ek Saquetoux的单镜头反光相机,更容易对焦和换镜头。为了使相机曝光准确,柯达相机开始在1938安装硒光电管曝光表。1947年,德国开始生产Contax S型五棱镜单镜头反光相机,使取景器图像不再上下颠倒,将俯视改为平视对焦取景,摄影更加方便。
1956年,联邦德国首次制造出具有自动曝光控制的电眼相机;1960之后,相机开始采用电子技术,出现了很多自动曝光形式和电子程序快门;1975之后,相机的操作开始自动化。
相机的种类很多,可分为风景摄影相机、印刷制版相机、文献微电影相机、显微相机、水下相机、航拍相机、高速相机等。按摄影胶片大小可分为110相机(画面13× 17mm)、126相机(画面28× 28mm)、135相机(画面24×18,24×36 mm)、127相机(画面45×45mm)、128按取景方式分为透视取景相机、双镜头反光相机、单镜头反光相机。
任何一种分类方法都不可能包含所有的相机,一台相机可以分为几类。比如135相机根据其取景、快门、测光、传片、曝光、闪光、对焦、自拍等方式的不同,形成了复杂的光谱。
相机利用光的线性传播特性和光的折射反射定律,以光子为载体,通过摄影镜头将拍摄场景的光信息以能量的形式传递给感光材料,最终成为可见图像。
摄像机的光学成像系统是根据几何光学原理设计的,通过镜头,通过光的线性传播、折射或反射,将场景图像精确地聚焦在像平面上。
拍照时要控制合适的曝光,也就是控制到达感光材料的光子量合适。因为银盐感光材料接收的光子量范围有限,太少的光子形成潜影核,太多的光子形成过曝光,图像无法分辨。相机利用光圈改变镜头的光圈来控制单位时间内到达感光材料的光子量,同时通过改变快门的开闭时间来决定曝光时间。
就摄影的功能而言,一台相机应该有三个结构系统:成像、曝光和辅助。成像系统包括成像镜头、测距调焦、分幅系统、附加镜头、滤光片、效应镜等。曝光系统包括快门机构、光圈机构、测光系统、闪光系统、自拍机构等。辅助系统包括卷片机构、计数机构和倒片机构。
镜头是用于成像的光学系统,由一系列光学透镜和镜筒组成。每个镜头有两个特征数据:焦距和相对光圈。取景器是选择景物和构图的装置。通过取景器能看到的一切都可以拍在胶片上。测距仪可以测量景物的距离,它经常与取景器相结合。通过联动机构,测距可以和镜头对焦联动,同时完成对焦。
光学透视或单镜头反射式取景器测距仪必须手动操作,肉眼判断。另外还有光电测距、声纳测距、红外测距等方法,可以避免人工操作,避免肉眼判断带来的误差,实现自动测距。
快门是控制曝光的主要部件。最常见的快门是镜头快门和焦平面快门。镜头快门由一组薄金属叶片组成。在主弹簧的作用下,叶片在连杆和拨环的作用下快速开合。焦平面快门由两组部分重叠的幕帘(前幕帘和后帘)组成,安装在焦平面前方附近。两个窗帘被激活以形成间隙。间隙在胶片前面扫过,实现曝光。
光圈,也叫光阑,是一种限制光束通过的机构,安装在镜头的中间或后面。光圈可以改变能量光的光圈,和快门一起控制曝光。常见的光圈有两种:连续可变光圈和不连续可变光圈。
自拍机制是一种在摄影过程中起到延时作用的装置,供摄影师自拍。使用自拍机制时,先释放延时装置,延时后自动释放快门。自拍机制有两种:机械式和电子式。机械自拍机构是齿轮传动延时机构,一般可以延时8 ~ 12秒。电子自拍机制使用电子延迟线来控制快门释放。
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