1. 數碼相機的詳細構造
照相機構造原理
（1）――照相術與照相機的形成
攝影，不僅被廣泛地應用於國民經濟中的各個領域，而且已經成為廣大人民現代文明生活中的不可缺少的重要組成部分。
現代照相術的起源最早可追溯到墨子（公元前468～376年）在《墨經》一書中提到的小孔成象原理，以及元代趙友欽的針孔成象匣。在歐洲，16世紀著名畫家達芬奇便發現：在一個房間的窗板上戳上一個小孔，然後關上所有的門窗，使房間變得一片黑暗，這時便可看到窗外的景色透過小孔，清晰地倒映在室內的牆壁上。這就是物理學上的「小孔成象」原理。後來其他畫家把白紙掛在牆壁上，照著倒映著的線條復描，當畫家移動掛在牆壁上的白紙與小孔的距離，便可將倒映在白紙上的圖象放大或縮小，解決了當時復描圖畫技術上的一大難題。
17世紀末到18世紀初，隨著玻璃工業的發展，人們製成了平板玻璃、玻璃透鏡。有人利用暗室小孔成象的原理製成一個暗箱，箱上裝了一塊凸透鏡以代替小孔，箱子的另一頭裝了一塊磨毛了的平板玻璃。凸透鏡把投射進來的光線聚焦，人們用畫筆在那平板玻璃上描畫下各種大自然的景色。這暗箱，就是最原始的照相機。光學家為改善象質，在透鏡上不斷地做文章，就形成了一系列照相鏡頭，這就是現代人所稱的照相物鏡。機械設計師不斷完善和改造那個笨重的木頭暗箱，這就是現代攝影者所稱的照相機機身。但是用畫筆來摘下倒映在玻璃上的景色，畢竟太麻煩了，這就需要發明一種能夠感光的「照相紙」。1813年法國的涅普斯發現了一種地瀝青受曬後會變色，具有一定的感光性能，便使用它作為感光劑。具體方法是：把地瀝青溶於薄荷油中製成溶液，然後塗在金屬板面上；曝光後浸在煤油中，使薄荷油溶於煤油，於是在金屬板上便顯出影象來了。不過得到的影象仍然是十分模糊的。後來，法國畫家達蓋爾與漢普斯共同進行研究。直到1839年在達蓋爾解決了顯影、定影等技術難關後，世界上才公認從那時起發明了照相術。
那時的「膠片」便是碘化銀感光板，感光性能實在太差了，加之照相機用的多是用一二塊透鏡組成的長焦距鏡頭。造成進入暗箱的光線很弱，因此拍攝一幅照片需很長時間，形成的影象也太模糊。人們決心進一步提高感光板對光的敏感程度，即感光度。1871年發明的溴化銀明膠干版法是採用明膠代替硝棉膠，用溴化銀代替碘化銀，塗在玻璃片上，製成干版。這樣感光度可大大提高，曝光時間縮短為幾分之一秒、幾十分之一秒，乃至更短的時間。
為了適應感光底板感光度的迅速報高，控制曝光時間的長短，人們在照相機中裝上了快門。這樣人們使能拍攝到飛鳥、奔馬之類的快速運動物的照片。當有了鏡頭、快門、膠片、機身等一系列主要部件後，一個現代照相機的雛形隨著照相術的發展就初步完善了。
（2）――照相機的基本組成
一、鏡頭
鏡頭使景物成倒象聚焦在膠片上。為使不同位置的被攝物體成象清晰，除鏡頭本身需要校正好象差外，還應使物距、象距保持共軛關系。為此，鏡頭應該能前後移動進行調焦，因此較好的照相機一般都應該具有調焦機構。
二、取景器
為了確定被攝景物的范圍和便於進行拍攝構圖，照相機都應裝有取景器。現代照相機的取景器還帶有測距、對焦功能。
三、控制曝光的機構——快門和光圈
為了適應亮暗不同的拍攝對象，以期在膠片上獲得正確的感光量，必須控制曝光時間的長短和進入鏡頭光線的強弱。於是照相機必須設置快門以控制曝光時間的長短，並設置光圈通過光孔大小的調節來控制光量。
四、輸片計數機構
為了准備第二次拍攝，曝光後的膠片需要拉走，本曝光的膠片要拉過來，因此現代照相機需要有輸片機構。為了指示膠片已拍攝的張數，就需要有計數機構。
五、機身
它既是照相機的暗箱，又是照相機各組成部分的結合體。可用框圖表示照相機的最基本組成部分。
其實，就照相機這個基本功能而言，無論是早期的「銀版照相機」，還是今日已經高度電子化、自動化、電腦化的照相機，其基本原理都沒有多大區別。
（3）――照相機的分類
(1)按照相機使用的膠片和畫幅尺寸
可分為35mm照相機(常稱135照相機)、120照相機、110照相機、126照相機、中幅照相機和大幅照相機等。135照相機使用35mm膠片，其所拍攝的標准畫幅為24mm X 36mm，一般每個膠卷可拍照36張或24張。
(2)按照相機的外型和結構
可分為平視取景照相機和單鏡頭反光照相機。此外還有雙鏡頭反光照相機、折疊式照相機、轉機、座機等等。
(3)按照相機的快門形式
可分為鏡頭快門照相機(又稱中心快門照相機)、焦平面快門照相機、程序快門照相機等。
(4)按照相機具有的功能和技術特性
可分為自動調焦照相機，電測光手控曝光照相機，電測光自動曝光照相機等。此外還有快門優先式、光圈優先式、程序控制式、雙優先式、電動卷片(自動卷片、倒片)照相機，自動對焦(AF)照相機，日期後背照相機，內裝閃光燈照相機等。
有時也可按照相機的用途來分，如一步成象照相機，立體照相機；有時也可按鏡頭的特性分為變焦或雙焦點照相機。實際上一架現代照相機往往具有多方面的特徵，因此應以綜合性的方式來定義。
（4）――攝影光學基礎
照相機的工作過程，概略地說是應用光學成像原理，通過照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上。下面將粗略地介紹攝影光學成像原理：人類對於光的本性的認識，光線的傳播及透鏡成像原理。
人類對於光的本性的認識經歷了漫長而又曲折的過程。在整個18世紀中，光的微粒流理論在光學中仍占優勢，人們普遍認為光是微小的粒子組成的，從點光源發出並以直線向四面八方輻射。19世紀初，以楊氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作為代表逐步發展成今天的波動光學體系。如今對光的本性認識是：光和實物一樣，是物質的一種，它同時具有波的性質和微粒（量子）的性質，但從整體來說，它既不是波，也不是微粒，也不是它們的混合物。
從本質上，講光和一般無線電波並無區別，光和電磁波一樣是橫波，即波的振動方向與傳播方向垂直。一個發光體就是電磁波的發射源，發光體發射的電磁波向周圍空間傳播，和水波波動產生的波浪向四周傳播相似。強度最大或最小的兩點距離稱為波長，用λ表示。傳播一個波長所需的時間稱為周期，用T表示，一個周期就是一個質點完成一次振動所需要的時間。1秒內振動的次數稱為頻率，用ν表示。經過1s振動傳播的距離稱為速度，用「v」表示。波長、頻率、周期和速度之間有如下關系：
v=λ/T ，ν=1/T，v=λν
由此可見，光的波長與頻率成反比。實際上光波只佔整個電磁波波段的很小一部分。波長在400～700nm的電磁波能夠為人眼所感覺，稱為可見光，超過這個范圍人眼就感覺不到了。不同波長的可見光在我們的眼睛中產生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等色。不同波長的電磁波在真空中具有完全相同的傳播速度，數值是c=300,000km/s。
光既然是電磁波，研究光的傳播問題，應該是一個波動傳播問題，但是在設計照相機鏡頭及其他光學儀器時，並不把光看作是電磁波，而是把光看作是能傳播能量的幾何線，叫做光線。光源A發光就是向四周發出無數條幾何線，這無數條具有方向的幾何線就叫做光線。這樣在幾何光學中研究光的傳播問題，就變成了一個幾何問題、數學問題，問題簡化多了。
照相機的工作過程，概略地說是應用光學成像原理，通過照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上。下面將粗略地介紹攝影光學成像原理：人類對於光的本性的認識，光線的傳播及透鏡成像原理。
人類對於光的本性的認識經歷了漫長而又曲折的過程。在整個18世紀中，光的微粒流理論在光學中仍占優勢，人們普遍認為光是微小的粒子組成的，從點光源發出並以直線向四面八方輻射。19世紀初，以楊氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作為代表逐步發展成今天的波動光學體系。如今對光的本性認識是：光和實物一樣，是物質的一種，它同時具有波的性質和微粒（量子）的性質，但從整體來說，它既不是波，也不是微粒，也不是它們的混合物。
從本質上，講光和一般無線電波並無區別，光和電磁波一樣是橫波，即波的振動方向與傳播方向垂直。一個發光體就是電磁波的發射源，發光體發射的電磁波向周圍空間傳播，和水波波動產生的波浪向四周傳播相似。強度最大或最小的兩點距離稱為波長，用λ表示。傳播一個波長所需的時間稱為周期，用T表示，一個周期就是一個質點完成一次振動所需要的時間。1秒內振動的次數稱為頻率，用ν表示。經過1s振動傳播的距離稱為速度，用「v」表示。波長、頻率、周期和速度之間有如下關系：
v=λ/T ，ν=1/T，v=λν
由此可見，光的波長與頻率成反比。實際上光波只佔整個電磁波波段的很小一部分。波長在400～700nm的電磁波能夠為人眼所感覺，稱為可見光，超過這個范圍人眼就感覺不到了。不同波長的可見光在我們的眼睛中產生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等色。不同波長的電磁波在真空中具有完全相同的傳播速度，數值是c=300,000km/s。
光既然是電磁波，研究光的傳播問題，應該是一個波動傳播問題，但是在設計照相機鏡頭及其他光學儀器時，並不把光看作是電磁波，而是把光看作是能傳播能量的幾何線，叫做光線。光源A發光就是向四周發出無數條幾何線，這無數條具有方向的幾何線就叫做光線。這樣在幾何光學中研究光的傳播問題，就變成了一個幾何問題、數學問題，問題簡化多了。
（5）――照相鏡頭特性及分類
照相鏡頭是照相機的最重要部件之一，一般由多片正透鏡、負透鏡、膠合透鏡組，以及固定這些光學元件的金屬隔卷和鏡筒組合而成。它的作用是把被攝目標清晰地成像在感光膠片上。
一、照相鏡頭的光學特性
照相鏡頭的光學特性可由三個參數來表示，即照相鏡頭的焦距f、相對孔徑D/f和視場角2ω。其實就135照相機而言，其標准畫幅已確定為24mm X 36mm，則其對角線長度為2η=43.266。照相機鏡頭的焦距f和視場角ω之間存在著以下關系：
tgω=η/f
式中：2η——畫幅的對角線長度；
f——鏡頭的焦距。
照相機鏡頭的另一個最重要的光學特徵指標是相對孔徑。它表示鏡頭通過光線的能力，用D/f表示。它定義為鏡頭的光孔直徑（也稱入瞳直徑）D與鏡頭焦距f之比(圖1-2-9)。例如有個照相機鏡頭的最大光孔直徑是25mm，焦距是50mm，那麼這個照相機鏡頭最大相對孔徑就是1/2。相對孔徑的倒數稱為鏡頭的光圈系數或光圈數，又稱F數，即F=f/D。
在照相機的鏡頭上都應標有光圈數。國家標准按照光通量的大小規定了各級光圈數的排列次序是0.7，l，1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22…但國家標准允許鏡頭的最大相對孔徑標記可以不符合標准系列中的數字。當焦距f固定時，F數與入瞳直徑D成反比。由於通光面積與D的平方成正比，通光面積越大則鏡頭所能通過的光通量越大。因此當光圈數在最小數時，光孔最大，光通量也最大。隨著光圈數的加大，光孔變小，光通量也隨之減少。光圈每差一級（其數值比都是1.414），其光通量就相差一倍，如果不考慮各種鏡頭透過率差異的影響，不管是多長焦距的鏡頭，也不管鏡頭的光孔直徑有多大，只要光圈數值相同，它們的光通量都是一樣的。對照相機鏡頭而言，F數是個特別重要的參數，F數越小，鏡頭的適用范圍越廣。
二、照相鏡頭的分類
照相鏡頭的分類方法很多，但通常按下述的方法來分類：
(l)按鏡頭的焦距或視場角來分類，把鏡頭分成：標准鏡頭，短焦(廣角)鏡頭，長焦(望遠)鏡頭三類。
一般照相機出售時，大都配置有標准鏡頭。標准鏡頭的焦距和底片畫幅的對角線長度基本相等。其視場角雖仍有大小差別（一般在45°～55°之間），但大都接近人眼的視角。因此用標准鏡頭拍攝的照片，其畫面景物的透視關系比較符合人們的視覺習慣。由於標准鏡頭的焦距、視場角、拍攝范圍、景深，以及在相同拍攝距離上所獲得的影象尺寸等均比較適中，因而這種鏡頭應用最廣泛，最適合拍攝人像、風光、生活等各種照片。
廣角鏡頭就是短焦距鏡頭。根據焦距的長短又有廣角與超廣角鏡頭之分。其特點是：焦距短、視場角大、拍攝景物范圍廣。在環境狹窄無法增加距離的情況下，使用廣角鏡頭可以擴大拍攝視野，在有限距離范圍內拍攝出全景或大場面的照片。廣角鏡頭還具有超比例地渲染近大、遠小的特點，有誇張前景的作用。在攝影中可充分利用其所創造的特殊透視關系，來誇大景物的縱深感，突出所強調的主體部分。廣角鏡頭的焦距較短，景深較長，拍出的照片遠近都很清晰。因此，它比技適合於抓拍一些來不及從容對焦的活動，比較適宜拍攝大場面的新聞照片，或在室內拍攝家庭生活照片等。由於廣角鏡頭的祝場角大，景深范圍大，在風光攝影中它是不可缺少的攝影鏡頭。目前市場上一般的塑料自動照相機都裝配了廣角鏡頭。
中焦距鏡頭屬於長焦距鏡頭一類，中焦距鏡頭的焦距約為標准鏡頭焦距的兩倍，長焦距鏡頭其焦距則更長一些。其共同的特點是：焦距長，視場角小，在底片上成像大。所以在同一距離上能拍得比標准鏡頭更大的影象。它適合於在遠處拍攝人物或動物的活動，拍攝一些不便於靠近的物體，從而獲得神態自然、生動逼真的畫面。由於中、長焦距鏡頭的景深范圍比標准鏡頭小，利用此特性有利於虛化對焦主體前後雜亂的背景，而且被攝主體與照相機一般相距比較遠，在人象或主景的透視方面出現的變形較小，拍出的人象會更生動，因此人們常把中焦鏡頭稱為人像鏡頭。一般的民用用戶很少使用長焦鏡頭，這是因為長焦鏡頭的鏡筒較長，重量重，價格相對來說也比較貴，而且其景深比較小，在實際使用中較難對准焦點，因此常用作專業攝影。
(2)按鏡頭的聚光能力分為超透光力鏡頭，照相物鏡其相對孔徑的大小應達到1:2.8以上；強透光力鏡頭，1:3.5～1:5.8；正常透光力鏡頭，1:6.3～1:9；弱透光力鏡頭，小於1:9。
(3)按鏡頭的焦距能否變化，又可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩類。
由於光學設計水平、光學玻璃熔制技術的迅速提高，手頭比較富有的攝影愛好者已有可能選用焦距可在一定范圍內改變而保持象面不動的光學系統。這種在一定范圍內可以變換焦距值、從而得到不同寬窄的視場角，不同大小的影象和不同景物范圍的照相機鏡頭稱之為變焦距照相物鏡，簡稱變焦鏡頭。變焦鏡頭在不改變拍攝距離的情況下，可以通過變動焦距來改變拍攝范圍，因此非常有利於畫面構圖。由於一個變焦鏡頭可以兼擔當起若干個定焦鏡頭的作用，外出旅遊時不僅減少了攜帶攝影器材的數量，也節省了更換鏡頭的時間。目前，國外生產的高檔全自動傻瓜照相機幾乎都配置有小變倍比的變焦鏡頭。
變焦鏡頭根據變焦方式的不同，又可分為單環式和雙環式兩種。單環式變焦距鏡頭，變焦和調焦使用同一拔環，推拉它變焦、轉動它調焦；優點是操作簡便、迅速。雙環式變焦距鏡頭，變焦距和調焦面各用一個環，分別進行；優點是變焦和調焦兩者互不幹擾，精度較高，但操作比較麻煩。在目前上市的變焦距鏡頭中，有些在鏡頭前圈上還標有"Micro"字樣，意為可作微距攝影，也可作超近攝影，這樣的變焦距鏡頭更具有多用性。
但是，變焦距鏡頭由於其光學系統和機械結構較為復雜，因此加工和製造比較困難，受價格、體積和重量的制約。變焦鏡頭的相對孔徑不可能做得很大，有時為減小體積或為保證象差，鏡頭往往只能變孔徑。
（6）――像差和鏡頭等級
像差對成像質量的影響
照相鏡頭的等級標准
日常使用的照相鏡頭由於受光學設計、加工工藝及裝調技術等諸多因素的影響，要對一定大小的物體成理想像是不可能的，它實際所成的象與理想像總是有差異，這種成像的差異就稱為鏡頭（或成像光學系統）的像差。
像差是由光學系統的物理條件（光學特性指標）所造成的。從某種意義上來說，任何光學系統都存在有一定程度的像差，而且從理論上來講總也不可能將它們完全消除。肉眼和其他光能接收器也只具有一定的分辨能力，因此只要像差的數值小於一定的限度，我們就認為該系統的像差得到了矯正。下面我們簡單扼要介紹照相鏡頭的像差分類、形成和矯正方法。
透鏡的像差可以分成兩大類：單色像差及色像差。
一、單色像差
如果鏡頭只對單色光成像，那麼共有五種性質不同的像差．它們是影響成像清晰度的球差、彗差、象散、場曲，以及影響物象相似程度的畸變。
1、球差
由光軸上某一物點向鏡頭發出的單一波長的光線成像後，由於透鏡球面上各點的聚光能力不同，它不再會聚到象方的同一點，而是形成一個以光軸為中心的對稱的彌散斑，這種像差稱為球差，球差的大小與物點位置和成像光束的孔徑角大小有關。當物點位置確定後，孔徑角越小所產生的球差也就越小。隨著孔徑角的增大，球差的增大與孔徑角的高次方成正比。在照相鏡頭中，光圈數增加一檔（光孔縮小一檔），球差就縮小一半。因此在拍攝時，只要光線強度允許，就應該使用較小的光圈拍照，以便減小球差的影響。
2、彗差
光軸外的某一物點向鏡頭發出一束平行光線，經光學系統後，在象平面上會形成不對稱的彌散光斑，這種彌散光斑的形狀呈彗星形，即由中心到邊緣拖著一個由細到粗的尾巴，其首端明亮、清晰，尾端寬大、暗淡、模糊。這種軸外光束引起的像差稱為彗差。彗差的大小是以它所形成的彌散光斑的不對稱程度來表示。彗差的大小既與孔徑有關，也與視場有關。在拍攝時與球差一樣，可採取適當收小光孔的辦法來減少彗差對成像的影響。
攝影界一般將球差和彗差所引起的模糊現象稱為光暈。在絕大多數情況下，軸外點的光暈比軸上點要大。由於軸外像差的存在，我們對於軸外象點的要求不應該比軸上點高，至多一致，即兩者具有相同的成像缺陷，此時我們稱等暈成像。隨著相對孔徑的增大，球差和彗差的校正將更加困難，放在使用大孔徑鏡頭時，應事先了解鏡頭的性能，注意到那檔光圈漸暈最小，在可能情況下，應盡量縮小光孔，以提高成像質量。
3、象散
象散也是一種軸外象基，與彗差不同，它是描述無限細光束成像缺陷的一種像差，僅與視場有關。由於軸外光束的不對稱性，使得軸外點的子午細光束的會聚點與弧矢細光束的會聚點各處於不同的位置，與這種現象相應的像差，稱為象散。子午細光束的會聚點與孤矢細光束的會聚點之間距離在光軸上的投影大小，就是象散的數值。由於象散的存在，使得軸外視場的象質顯著下降，即使光圈開得很小，在子午和弧矢方向均無法同時獲得非常清晰的影象。象散的大小僅與視場角有關，而與孔徑大小無關。因此，在廣角鏡頭中象散就比較明顯，在拍攝時應盡量使被攝體處於畫面的中心。
4、場曲
當垂直於光軸的物平面經光學系統後不成像在同一象平面內，而在一以光軸為對稱的彎曲表面上，這種成像缺陷稱為場曲。場曲也是與孔徑無關的一種像差。由於象散的存在，子午細光束所形成的彎曲象面與弧矢細光束所形成的彎曲象面往往不重合，它們分別稱為子午場曲Xt和弧矢場曲Xs。用存在場曲的鏡頭拍照時，當調焦至畫面中央處影象清晰，畫面四周影象就模糊；而當調焦至畫面四周影象清晰時，畫面中央處的影象又開始模糊，無法在平直的象平面上獲得中心與四周都清晰的象。因此在某些專用照相機中，故意將底片處於弧形位置，以減少場曲的影響。因為廣角鏡頭的場曲總是比一般鏡頭大，因此在拍團體照時將被攝體作圓弧形排列，就是為了提高邊緣視場的象質。
5、畸變
畸變是指物體所成的象在形狀上的變形。畸變並不影響象的清晰度，隻影響物象的相似性。由於畸變的存在，物空間的一條直線在象方就變成一條曲線，造成像的失真。畸變分桶形畸變和枕形畸變兩種。畸變與相對孔徑無關，僅與鏡頭的視場有關。所以在使用廣角鏡頭時要特別注意畸變的影響。
（7）――鏡筒與光闌
一、鏡筒
與一般光學儀器相比較，照相機鏡頭的結構較為復雜，往往由相當數量的鏡片所組成。這些鏡片在進行光學設計時，其相對位置都是當作完全理想情況來進行設計處理的。設計時的象質是在完全同心和無間隔偏差這樣完全理想條件的前提下完成像差校正存在不同心度和間隔誤差，影響鏡頭裝配後的象質。所以對一個好鏡頭而言，它應具有良好和合理的鏡框和鏡筒設計。而且還應該為它設計一個好的裝配方法，以使各鏡片連接後的同心度誤差和間隔誤差控制在一定范圍之內，以保證各鏡片組合後具有良好的成像質量。
通常具有三種鏡筒結構設計方式，即互換法鏡筒結構設計、修配法鏡筒結構設計、調整法鏡筒結構設計。對於大批量生產、結構簡單、要求一般的鏡頭都採用互換法鏡筒結構設計。它是將鏡片直接放置在鏡筒內，利用鏡片間的疊合、間隔墊圈或鏡筒內的尺寸間隔關系，保證各鏡片的同心度與空間間隔。同心度的保證是依靠單個零件的加工精度，各鏡片與鏡框連接可在專用裝配車床上，通過定中儀對准、定中後保證同心度要求。空間間隔的保證是通過加工時控制尺寸鏈來達到。
修配法的鏡筒結構基本特點是鏡片間同心度與空間間隔通過統一基準面，一次定位加工獲得，定位精度高，沒有積累誤差。但它加工復雜，成本高，適用於優質且結構復雜的高檔照相機鏡頭，電影攝影鏡頭等。
調整法鏡筒結構主要是利用鏡頭光組中比較靈敏的環節，即對象差校正和補償影響較大的鏡片組，加上調整環節，進行調節補償。
上述三種鏡筒結構設計，在實際應用時，有時是相互結合使用的，在可能情況下應盡量使用互換法。
照相鏡頭的最後調試是廠家藉助專門的測試儀器，如光具座、鑒別率測試儀來完成的。出廠前都經過逐個檢查，以保證成像質量。若最終發現象質有問題，應交專業維修人員檢查，切勿自行拆卸以防不測。
二、光闌
照相鏡頭的光闌可分為視場光闌和孔徑光闌兩大類。
視場光闌的作用是限製成像范圍，如照相機膠片前面的畫幅框（又稱片框）限制了象面視場，則片框即為鏡頭的視場光闌。照相機中一般所述的光闌，俗稱光圈是指照相機的孔徑光闌，用以控制膠片上的照度和獲得不同的景深。鏡頭孔徑光闌的位置，在鏡頭開始設計時便被確定了。若移動光闌與鏡片的相對位置，鏡頭的成像情況將發生改變。基於象差的原委，光闌一般都安置在鏡頭的中間。近年來小型35mm鏡頭快門照相機不斷追求小型袖珍化，為便於鏡頭專業化大批量生產，在許多塑料相機中已將光闌移至鏡後，即鏡後快門無後組方式，稱單邊結構形式。
光闌是由光闌葉片、光闌動圈、定圈組成，並通過光圈調節環及傳動控制機構來控制光闌葉片的運動。當轉動光圈調節壞時，光闌葉片隨之轉動，葉片之間圍成的孔徑面積發生變化，改變了鏡頭的相對孔徑值，調節了象面的照度。
由於象面的照度與(D*D/f*f)成正比，要使象面照度降低一半，D（入幢直徑）必須縮小1.414倍，即D'=D/1.414，此時才有（D'*D'/f'*f'=D*D/2*f*f）。可見攝影鏡頭的光圈數F是按1.414的倍數來變化的。光圈數可由公式F=1.414*1.414*…,n=0，1，2，…來求得，這樣得到的F數系列為1，1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16…但鏡頭的最大F數如F1.7、F3.5等可以不在系列光圈值內。光圈數系列的制訂，保證了光圈改變一檔，象面照度變化1倍。這樣一檔光圈便與一檔快門速度對應起來。轉動光圈調節環，還可以發現各檔光圈之間的轉角是相同的，這是現代照相機鏡頭結構的又一特點，這種結構稱為等間隔可變光闌。光闌值每差一檔，光圈調節環就轉動一個固定的角度。調節環的等角度轉動，不僅使操作手感相同，而且能方便地把光闌變化信息通過線性電位器轉換成電信號，傳送到測光（或自動曝光）控制系統。
以上所述的光圈，稱之為F制光圈，它僅僅考慮了鏡頭的有效孔徑D和鏡頭焦距f之間的幾何關系。實際上光線通過光組時，由於鏡頭對光線的吸收或反射將會造成光能的損失，此時即使鏡頭具有相同的光圈數（F值），仍有可能使膠片獲得完全不同的曝光量，甚至相差達l～1/2檔。因此需要根據整個鏡頭的實際透射比來標定鏡頭的光圈，用以替代單純焦距和有效孔徑D的幾何關系，並考慮鏡頭中對光的吸收和反射所引起的光能損失，這個光圈稱之為鏡頭的T制光圈。它與F制光圈的關系為式中：τ——鏡頭的透過率。
目前照相鏡頭中採用的光圈值仍以F值表示，而在自動曝光照相機中，已應用T數系統進行調節和顯示。
（8）――標准鏡頭常用的形式
本文簡單扼要介紹一般照相機標准鏡頭經常採用的光學結構形式。
一、單片或雙膠合透鏡構成的簡易鏡頭
這種簡易型鏡頭由於只採用單片或雙膠合透鏡構成，因此其像差不可能完善校正，孔徑也很小，只能在強光下使用。但由於此類鏡頭價格特別低廉，特別是近年來已普遍使用光學塑料（PMMA）替代光學玻璃，使其製造成本更為降低。因此，目前市場上的玩具相機、一次性相機大多使用這種簡易鏡頭。
二、三片三組柯克〔Cooke〕型鏡頭
早期由三片分離透鏡組成的柯克型鏡頭，其光闌位於透鏡之間，這種光學結構型式是鏡頭像差能得以初步校正的最簡單結構，象質基本上滿足一般普及型相機的要求（鏡頭等級為2～3級），且價格比較低。近幾年來為了適應自動、袖珍照相機的發展，把通常三片型柯克鏡頭的光闌由鏡頭中間移至鏡後，使透鏡之間密接緊靠。由於光闌後移造成的光焦度失對稱，使系統存在有較大的軸外球差，不得而已只能採取攔光的辦法來保證
2. 什麼是光孔
在照相機和攝像機上,通常專門設計有一個孔徑光闌,即光圈,一般是由一組光圈片構成,該組光圈葉片的中心形成一個通光孔，就是光孔。
為了適應亮暗不逗巧仔同的拍攝對象，以期在膠片上獲得正確的感光量，必須控制曝光時間的長短和進入鏡頭光寬知線的強弱。於是照相機必須設置快門以控制曝光時間的長短，並設置光圈通過光孔大小的調節來控制光量。
相機光孔的直徑:光孔的直徑增加一倍，其面積增加四倍。
為此，要求有一種標志方法，把光孔大小和焦距結合起來，構成一個數據，便於操作。這個計量標志就是光圈f值，所謂光圈，就是山汪焦距與孔徑的比值。
3. 照相機的原理
相機原理
2010-08-18 10:55:56
光圈又稱孔徑光闌，是鏡頭中的重要機械裝置，它的作用是通過改變光學鏡頭的有效孔徑，控制光線通過鏡頭的能力，從而使感光元件或膠片得到准確的曝光，並且能夠控制景深，或調整鏡頭的成像品質。孔徑光闌都是位於鏡頭內部，通常由多片可活動的金屬葉片(稱為光闌葉片)組成，可以進行無級數的調整。光圈機構可以由機械或者電動、電磁裝置驅動，也可以手動調節。
由於不同鏡頭的光闌位置不同，由此焦距不同，入射瞳直徑也不相同，用孔徑來描述鏡頭的通光能力，無法實現不同鏡頭的比較。為了方便在實際攝影中計算曝光量和用統一的標准來衡量不同鏡頭孔徑光闌的實際作用，採用了「相對孔徑」的概念。
相對孔徑 = [鏡頭焦距] / [入射瞳直徑] = f/d
通常表示相對孔徑的方法是在相對孔徑前面加入[f/]或F，比如f/1.4、f/2、f/2.8等，f/或F後面的數值越小，透光量越大；數字越大，透光量越小。由於採用了這樣的標准化方式，對於不同的鏡頭，在快門速度不變的情況下，只要f數值相同，曝光量就是相同的。
快門是相機上用於控制感光元件或膠片曝光的機械裝置。快門使用金屬、織物或其他合成材料製成，由機械或電子機構控制快門的開啟時間，用機械能或電能進行驅動。按照相機類型區分，快門分為鏡間快門和焦平面快門。鏡間快門又稱為鏡後快門、光圈一體快門，主要應用在輕便型相機和部分120鏡頭上；焦平面快門又稱簾幕快門，主要應用在單反相機上。按照驅動方式區分，又可分為電子快門和機械快門，電子快門是通過電路控制快門線圈磁鐵來控制快門開啟時間，齒輪與連動零件大多為塑料材質，目前絕大部分數碼相機和AF光學相機均為電子快門；機械快門是通過齒輪驅動控制快門開啟時間，連動與齒輪為銅與鐵的材質居多，過去手動相機基本採用機械快門。前者受到風沙的侵襲容易損壞，後者雖也怕風沙的侵蝕，但是清潔方便。
快門的工作原理是這樣的，為了保護相機內的感光元件或膠片，不至於曝光，快門總是關閉的；設定好快門速度後，只要按下相機的快門釋放鈕，相機會在快門開啟與閉合的時間內，讓通過鏡頭的光線使相機內的感光元件或膠片獲得正確的曝光。
單反相機的取景器一般是五棱鏡取景器（低端數碼單反相機有的採用五面鏡），其作用是將對焦屏上左右顛倒的圖像矯正過來，使取景看到的圖像與直接看到的景物方位完全一致。這種取景器因為取景與攝影共用一個鏡頭，因此沒有視差，取景比較准確。經過五棱鏡的圖像再送到取景目鏡上。光線經過五棱鏡的路徑示意圖見下圖。
單反相機有兩個主要特點，一是可以更換不同規格的鏡頭，而是通過攝影鏡頭取景。大多數相同卡口的傳統相機鏡頭在數碼單反相機上同樣可以使用。數碼單反相機價格相對於普通家用數碼相機要貴一些，單反相機更適合專業人士和攝影愛好者使用。大部分單反相機的機身和鏡頭是分別銷售的。
單反相機，也稱為單鏡頭反光相機，也可簡稱為英文縮寫「SLR」(single lens reflex)，數碼單反相機為「DSLR」。
在這種系統中，反光鏡和五棱鏡的獨到設計使得攝影者可以從取景器中直接觀察到通過鏡頭的影像。單鏡頭反光相機取景構造圖中可以看到，光線透過鏡頭到達反光鏡後，折射到上面的對焦屏並結成影像，透過接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物。
拍攝時，當按下快門鈕，反光鏡便會往上彈起，軟片前面的快門幕簾便同時打開，通過鏡頭的光線(影像)便投影到軟片上使膠片感光，爾後反光鏡便立即恢復原狀，觀景窗中再次可以看到影像。單鏡頭反光相機的這種構造，確定了它是完全透過鏡頭對焦拍攝的，它能使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠一樣，它的取景范圍和實際拍攝范圍基本上一致，消除了旁軸平視取景照相機的視差現象，從學習攝影的角度來看，十分有利於直觀地取景構圖。 單鏡頭反光相機還有一個很大的特點就是可以交換不同規格的鏡頭。
什麼是135相機？
使用135膠卷的相機稱為「135相機」或者「35mm相機」。
成像面積為24×36mm的相機也稱為「全畫幅135相機」，採用與135膠卷相同尺寸感光元件的數碼單反相機則成為「全畫幅數碼相機」。成像面積為24×18mm的相機稱為「半格135相機」，而成像范圍的長邊超過36mm的，通常稱為「寬幅相機」，比如哈蘇（Hasselblad）XPAN。
使用120膠卷的相機稱為「120相機」。現在專門使用220膠卷的相機很少見了，多數是在120相機上更換220後背來使用220膠卷，下面是使用寬幅相機拍攝的照片：
對於120相機而言，同樣也有類似「寬幅」的說法，比如6×12和6×17，都是屬於寬幅之列。
135畫幅與120畫幅比較
135膠卷：由於寬度為35mm，所以也稱為「35mm膠卷」，有暗盒包裝；
120膠卷：寬度為61.5mm，沒有暗盒包裝，但是有背紙；
220膠卷：寬度為61.5mm，長度為120膠卷的兩倍，沒有背紙，只是首尾有護紙。
畫幅詳細規格表
實際面積對比表
135膠卷的標准成像面積為：24×36mm，長度單位為mm；120/220膠卷的標稱成像面積有多種：6×4.5、6×6、6 ×7、6×8、6×9cm，長度單位為cm。 成像面積是一個方型或者矩形，除了邊長外，還有一個比較重要的指標，就是對角線長度。