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1. 光学显微镜和电子显微镜的原理

光学显微镜的组成结构

光学显微镜包括光学系统和机械装置两大部分，而数码显微镜还包括数码摄像系统，现分述如下：

（一）机械装置

1．机架显微镜的主体部分，包括底座和弯臂。

2．目镜筒位于机架上方，靠圆形燕尾槽与机架固定，目镜插在其上。根据有否摄像功能，可分为双目镜筒和三目镜筒；根据瞳距的调节方式不同，可分为铰链式和平移式。

3．物镜转换器它是一个旋转圆盘，上有3～5个孔，分别装有低倍或高倍物镜镜头。转动物镜转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路。

4．载物台是放置玻片的平台，其中央具有通光孔。台上有一个弹性的标本夹，用来夹住载玻片。右下方有移动手柄，使载物台面可在XY双方向进行移动。

5．调焦机构利用调焦手轮可以驱动调焦机构，使载物台作粗调和微调的升降运动，从而使被观察物体对焦清晰成像。

6．聚光器调节机构聚光器安装在其上，调节螺旋可以使聚光器升降，用以调节光线的强弱。

（二）光学系统

1．目镜它是插在目镜筒顶部的镜头，由一组透镜组成，可以使物镜成倍地分辨、放大物像，例如10X、15X等。按照所能看到的视场大小，目镜可分为视场较小的普通目镜，和视场较大的大视场目镜(或称广角目镜)两类。较高档显微镜的目镜上还装有视度调节机构，操作者可以方便快捷地对左右眼分别进行视度调整；此外，在这些目镜上可以加装测量分划板，测量分划板的象总能清晰地调焦在标本的焦面上；并且，为了防止目镜被取走以及减少运输中被损坏的可能性，这些目镜可以被锁定。

2．物镜它安装在转换器的孔上，也是由一组透镜组成的，能够把物体清晰地放大。物镜上刻有放大倍数，主要有10X、40X、60X、100X等。高倍物镜中多采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1.5左右的液体（如杉木油），它能显着的提高显微观察的分辨率。

3．光源有卤素灯、钨丝灯、汞灯、荧光灯、金属卤化物灯等。

4．聚光器包括聚光镜、孔径光阑。聚光镜由透镜组成，它可以集中透射过来的光线，使更多的光能集中到被观察的部位。孔径光阑可控制聚光器的通光范围，用以调节光的强度。

（三）数码摄像系统

1．摄像头

2．图像采集卡

3．软件

4．微机

五、光学显微镜的分类

光学显微镜有多种分类方法：按使用目镜的数目可分为双目和单目显微镜；按图像是否有立体感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜；按观察对像可分为生物和金相显微镜等；按光学原理可分为偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等；按光源类型可分为普通光、荧光、紫外光、红外光和激光显微镜等；按接收器类型可分为目视、数码（摄像）显微镜等。常用的显微镜有双目体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜等。

1．双目体视显微镜

双目体视显微镜又称"实体显微镜"或"解剖镜"，是一种具有正象立体感地目视仪器。在生物、医学领域广泛用于切片操作和显微外科手术；在工业中用于微小零件和集成电路的观测、装配、检查等工作。它具有如下特点：

（1）利用双通道光路，双目镜筒中的左右两光束不是平行，而是具有一定的夹角--体视角（一般为12度--15度），为左右两眼提供一个具有立体感的图像。它实质上是两个单镜筒显微镜并列放置，两个镜筒的光轴构成相当于人们用双目观察一个物体时所形成的视角，以此形成三维空间的立体视觉图像。

（2）象是直立的，便于操作和解剖，这是由于在目镜下方的棱镜把象倒转过来的缘故。

（3）虽然放大率不如常规显微镜，但其工作距离很长。

（4）焦深大，便于观察被检物体的全层。

（5）视场直径大。

目前体视镜的光学结构是：由一个共用的初级物镜，对物体成象后的两光束被两组中间物镜----变焦镜分开，并成一体视角再经各自的目镜成象，它的倍率变化是由改变中间镜组之间的距离而获得的，因此又称为"连续变倍体视显微镜"（Zoom-stereomicroscope）。随着应用的要求，目前体视镜可选配丰富的选购附件，如荧光，照相，摄象，冷光源等等。

2．金相显微镜

金相显微镜是专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。这些不透明物体无法在普通的透射光显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。在金相显微镜中照明光束从物镜方向射到被观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像。这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检测工作。

3．偏光显微镜（Polarizingmicroscope）

偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。

（1）偏光显微镜的特点

将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射（各向同行）或双折射性（各向异性）。双折射性是晶体的基本特性。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，在生物学和植物学也有应用。

（2）偏光显微镜的基本原理

偏光显微镜的原理比较复杂，在此不作过多介绍,偏光显微镜必须具备以下附件：起偏镜，检偏镜，补偿器或相位片，专用无应力物镜，旋转载物台。

（3）偏光镜检术的方式

a.正相镜检（Orthscope）:又称无畸变镜检，其特点是使用低倍物镜，不用伯特兰透镜（BertrandLens）,被研究对象可直接用偏振光研究。同时为使照明孔径变小，推开聚光镜的上透镜。正相镜检用于检查物体的双折射性。

b.锥光镜检（Conoscope）：又称干涉镜检，研究在偏振光干涉时产生的干涉图样，这种方法用于观察物体的单轴或双轴性。在该方法中，用强会聚偏振光束照明。

（4）偏光显微镜在装置上的要求

a.光源：最好采用单色光，因为光的速度，折射率，和干涉现象由于波长的不同而有差异。一般镜检可使用普通光。

b.目镜：要带有十字线的目镜。

c.聚光镜：为了取得平行偏光，应使用能推出上透镜的摇出式聚光镜。

d.伯特兰透镜：聚光镜光路中的辅助部件，这是把物体所有造成的初级相放大为次级相的辅助透镜。它可保证用目镜来观察在物镜后焦平面中形成的平涉图样。

（5）偏光镜检术的要求

a.载物台的中心与光轴同轴。

b.起偏镜和检偏镜应处于正交位置。

c.制片不宜过薄。

4．荧光显微镜

荧光显微镜是用短波长的光线照射用荧光素染色过的被检物体，使之受激发后而产生长波长的荧光，然后观察。荧光显微镜广泛应用于生物，医学等领域。

（1）荧光显微镜一般分为透射和落射式两种类型。

a.透射式：激发光来自被检物体的下方，聚光镜为暗视野聚光镜，使激发光不进入物镜，而使荧光进入物镜。它在低倍情况下明亮，而高倍则暗，在油浸和调中时，较难操作，尤以低倍的照明范围难于确定，但能得到很暗的视野背景。透射式不使用于非透明的被检物体。

b.落射式：透射式目前几乎被淘汰，新型的荧光显微镜多为落射式，光源来自被检物体的上方，在光路中具有分光镜，所以对透明和不透明的被检物体都适用。由于物镜起了聚光镜的作用，不仅便于操作，而且从低倍到高倍，可以实现整个视场的均匀照明。

（2）荧光镜检术的注意事项

a.激发光长时间的照射，会发生荧光的衰减和淬灭现象，因此尽可能缩短观察时间，暂时不观察时，应用挡板遮盖激发光。

b.作油镜观察时，应用"无荧光油"。

c.荧光几乎都较弱，应在较暗的室内进行。

d.电源最好装稳压器，否则电压不稳不仅会降低汞灯的寿命，也会影响镜检的效果。

目前许多新兴生物研究领域应用到荧光显微镜，如基因原位杂交（FISH）等等。

5．相衬显微镜（Phasecontrastmicroscope）

在光学显微镜的发展过程中，相衬镜检术的发明成功，是近代显微镜技术中的重要成就。我们知道，人眼只能区分光波的波长（颜色）和振幅（亮度），对于无色通明的生物标本，当光线通过时，波长和振幅变化不大，在明场观察时很难观察到标本。

相衬显微镜利用被检物体的光程之差进行镜检，也就是有效地利用光的干涉现象，将人眼不可分辨的相位差变为可分辨的振幅差，即使是无色透明的物质也可成为清晰可见。这大大便利了活体细胞的观察，因此相衬镜检法广泛应用于倒置显微镜中。

相衬镜检法在装置上与明场不同，有一些特殊要求：

a.环状光阑（Ringslit）:装在聚光镜的下方，而与聚光镜组合为一体---相衬聚光镜。它是由大小不同的环形光阑装在一圆盘内，外面标有10X、20X、40X、100X等字样，与相对应倍数的物镜配合使用。

b.相板（Phaseplate）:装在物镜的后焦平面处，它分为两部分，一是通过直射光的部分，为半透明的环状，叫共轭面；另一是通过衍射光的部分，?quot;补偿面"。有相板的物镜称"相衬物镜"，外壳上常有"Ph"字样。

相衬镜检法是一种比较复杂的镜检方法，想要得到好的观察效果，显微镜的调试非常重要。除此之外还应注意以下几个方面：

a.光源要强，全部开启孔径光阑；

b.使用滤色片，使光波近于单色。

6．微分干涉对比显微镜（）

微分干涉对比镜检术出现于60年代，它不仅能观察无色透明的物体，而且图象呈现出浮雕壮的立体感，并具有相衬镜检术所不能达到的某些优点，观察效果更为逼真。

（1）原理

微分干涉对比镜检术是利用特制的渥拉斯顿棱镜来分解光束。分裂出来的光束的振动方向相互垂直且强度相等，光束分别在距离很近的两点上通过被检物体，在相位上略有差别。由于两光束的裂距极小，而不出现重影现象，使图象呈现出立体的三维感觉。

（2）微分干涉对比镜检术所需的特殊部件：

a.起偏镜

b.检偏镜

c.渥拉斯顿棱镜2块

（3）微分干涉对比镜检时的注意事项

a.因微分干涉灵敏度高，制片表面不能有污物和灰尘。

b.具有双折射性的物质，不能达到微分干涉对比镜检的效果。

c.倒置显微镜应用微分干涉时，不能用塑料培养皿。

7．倒置显微镜（Invertedmicroscope）

倒置显微镜是为了适应生物学、医学等领域中的组织培养、细胞离体培养、浮游生物、环境保护、食品检验等显微观察。

由于上述样品特点的限制，被检物体均放置在培养皿（或培养瓶）中，这样就要求倒置显微镜的物镜和聚光镜的工作距离很长，能直接对培养皿中的被检物体进行显微观察和研究。因此，物镜、聚光镜和光源的位置都颠倒过来，故称为"倒置显微镜"。

由于工作距离的限制，倒置显微镜物镜的最大放大率为60X。一般研究用倒置显微镜都配置有4X、10X、20X、及40X相差物镜，因为倒置显微镜多用于无色透明的活体观察。如果用户有特殊需要，也可以选配其它附件，用来完成微分干涉、荧光及简易偏光等观察。

目见倒置显微镜广泛应用于patch-clamp,transgeneICSI等领域。

8．数码显微镜

数码显微镜是以摄像头（即电视摄像靶或电荷耦合器）作为接收元件的显微镜。在显微镜的实像面处装入摄像头取代人眼作为接收器，通过这种光电器件把光学图像转换成电信号的图像，然后对之进行尺寸检测、颗粒计数等工作。这类显微镜可以与计算机联用，这便于实现检测和信息处理的自动化，多应用于需要进行大量繁琐检测工作的场合。

六、光学显微镜的使用规程

（一）实验时要把显微镜放在座前桌面上稍偏左的位置，镜座应距桌沿6～7cm左右。

（二）打开光源开关，调节光强到合适大小。

（三）转动物镜转换器，使低倍镜头正对载物台上的通光孔。先把镜头调节至距载物台1～2cm左右处，然后用左眼注视目镜内，接着调节聚光器的高度，把孔径光阑调至最大，使光线通过聚光器入射到镜筒内，这时视野内呈明亮的状态。

（四）将所要观察的玻片放在载物台上，使玻片中被观察的部分位于通光孔的正中央，然后用标本夹夹好载玻片。

（五）先用低倍镜观察（物镜10X、目镜10x）。观察之前，先转动粗动调焦手轮，使载物台上升，物镜逐渐接近玻片。需要注意，不能使物镜触及玻片，以防镜头将玻片压碎。然后，左眼注视目镜内，同时右眼不要闭合（要养成睁开双眼用显微镜进行观察的习惯，以便在观察的同时能用右眼看着绘图），并转动粗动调焦手轮，使载物台慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。

（六）如果在视野内看到的物像不符合实验要求（物像偏离视野），可慢慢调节载物台移动手柄。调节时应注意玻片移动的方向与视野中看到的物像移动的方向正好相反。如果物像不甚清晰，可以调节微动调焦手轮，直至物像清晰为止。

（七）如果进一步使用高倍物镜观察，应在转换高倍物镜之前，把物像中需要放大观察的部分移至视野中央（将低倍物镜转换成高倍物镜观察时，视野中的物像范围缩小了很多）。一般具有正常功能的显微镜，低倍物镜和高倍物镜基本齐焦，在用低倍物镜观察清晰时，换高倍物镜应可以见到物像，但物像不一定很清晰，可以转动微动调焦手轮进行调节。

（八）在转换高倍物镜并且看清物像之后，可以根据需要调节孔径光阑的大小或聚光器的高低，使光线符合要求（一般将低倍物镜换成高倍物镜观察时，视野要稍变暗一些，所以需要调节光线强弱）。

（九）观察完毕，应先将物镜镜头从通光孔处移开，然后将孔径光阑调至最大，再将载物台缓缓落下，并检查零件有无损伤（特别要注意检查物镜是否沾水沾油，如沾了水或油要用镜头纸擦净），检查处理完毕后即可装箱。

七、光学显微镜的维护

（一）必须熟练掌握并严格执行使用规程。

（二）取送显微镜时一定要一手握住弯臂，另一手托住底座。显微镜不能倾斜，以免目镜从镜筒上端滑出。取送显微镜时要轻拿轻放。

（三）观察时，不能随便移动显微镜的位置。

（四）凡是显微镜的光学部分，只能用特殊的擦镜头纸擦拭，不能乱用他物擦拭，更不能用手指触摸透镜，以免汗液玷污透镜。

（五）保持显微镜的干燥、清洁，避免灰尘、水及化学试剂的玷污。

（六）转换物镜镜头时，不要搬动物镜镜头，只能转动转换器。

（七）切勿随意转动调焦手轮。使用微动调焦旋钮时，用力要轻，转动要慢，转不动时不要硬转。

（八）不得任意拆卸显微镜上的零件，严禁随意拆卸物镜镜头，以免损伤转换器螺口，或螺口松动后使低高倍物镜转换时不齐焦。

（九）使用高倍物镜时，勿用粗动调焦手轮调节焦距，以免移动距离过大，损伤物镜和玻片。

（十）用毕送还前，必须检查物镜镜头上是否沾有水或试剂，如有则要擦拭干净，并且要把载物台擦拭干净，然后将显微镜放人箱内，并注意锁箱。

电子显微镜按成象原理不同有透射电子显微镜和扫描电子显微镜两类。
透射电镜成象原理与透射式光学显微镜完全相同，只不过是将可见光照明换成电子束照明，将玻璃透镜换成电磁透镜，将成象的毛玻璃换成荧光屏。由于成象透镜总是对通过它的光波有衍射效应（相当于小孔衍射），衍射效应会使象变得模糊，影响透镜的分辨率。可以计算照明源的波长越短，衍射效应的影响越小。电镜中使用的电子波的波长只是可见光的十万分之一，这样电镜的分辨率大大提高了。
扫描电镜成象就完全不同了，它是利用细聚焦高能电子束在样品表面扫描激发出各种物理信号，如二次电子、背反射电子等。通过相应的检测器来检测这些信号，再将其转换为视频信号来调制显像管的亮度。由于信号的强度与样品表面的形貌、成分有对应关系，那么逐点在样品上扫描一个面积，在显像管上就相应获得该面积样品表面的形貌或成分的一副图象。扫描的面积越小，放大倍数就越高。

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5. 数码相机的原理

数码相机原理篇

在数字化浪潮扑面而来的今天，新技术和新产品越来越多地影响着我们的生活，拥有一件数字化的产品也已成为了一种新时尚，照相机无疑是最贴近我们日常生活的用品，而数码相机以其独特的性能和特征，大有取代传统相机之势，究竟什么是数码相机，它有那些特点，如何选购、使用等。下面我们就来给大家介绍一下。

一．什么是数码相机？

所谓数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。与普通相机不同，数码相机并不使用胶片，而是使用固定的或者是可拆卸的半导体存储器来保存获取的图像。数码相机可以直接连接到计算机、电视机或者打印机上。在一定条件下，数码相机还可以直接接到移动式电话机或者手持PC机上。由于图像是内部处理的，所以使用者可以马上检查图像是否正确，而且可以立刻打印出来或是通过电子邮件传送出去。

二．数码相机的特点：

与传统的相机相比，数码相机在拍摄质量上还是有一定的差距的。但是，它也有传统相机无法比拟的优势：

数码相机与传统相机相比存在以下五大区别：制作工艺不同、拍摄效果不同、拍摄速度不同、存储介质不同、输入输出方式不同。其中最大分别在于记录影像的方式,请先看看以下的流程：

传统相机:镜头-->底片

数码相机:镜头-->感光芯片-->数码处理电路-->记忆卡

数码相机跟传统相机在影像摄取部份大致相同,主要有拍摄镜头,取景镜头,闪光灯,感光器和自拍指示灯等,所以只看相机的前面外型,两者可说是没多大分别,但在成像及记录方面,两者的分别就大了。传统相机是利用底片这东西,而数码相机主要靠感光芯片及记忆卡。

虽然单从价钱方面去考虑,数码相机的价钱比传统相机贵,但它有很多优点是传统相机没有的：

1. 即拍即见：

如果你旅游或参加一些重要的约会时用传统相机拍摄，回来后冲洗,赫然发现拍摄的品质不对劲,如太光,太暗,主题被挡甚或完全没有影像,这时的心情真是难以形容。但用数码相机就不会发生这种情况,因为差不多所有的数码相机会有一个叫液晶显示器(LCD)的东西,它可以立即显示刚拍下的影像,如果发现不对劲,可以把影像删除,再重新拍摄,直到您满意为止。

2.不必考虑拍摄成本：

用传统相机拍摄,您一般都会特别小心,在同一背景下通常都不会再拍,以免增加冲印费用。但用数码相机就不用担心,因拍摄后可慢慢选择，将最好的影像拿去打印,其余可删除或储存到硬盘。

3.影像品质永远不变：

用底片或照片记录影像,时间久了,都会褪色及变坏,无法保持原有的质量。相反由数码相机拍下的影像只记录"0"和"1"的资料,可以被正确的储存在计算机硬盘及其它储存媒体中,所以数码影像不论被复制多少次,都可以保持品质一致。

4.可以直接进行编辑使用：

用数码相机拍下的影像可直接下载到计算机内,然后可通过E-mail的方式把影像立即传送给别人或客户,不用花钱和时间在冲印方面。另外也可以将数码影像应用在网页设计中,把公司的产品通过自身的网站推广到世界每一地方,实为电子商务的必备利器。

5.储存空间少：

数码相机所拍下来的影像只是一堆数据而已,只要用一些细小的储存装置,如硬盘,快闪记忆卡,MO等等,便可存放大量的影像,比用传统相机要用大量的空间来放底片及照片节省得多。

三．数码相机的原理与结构：

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。

数码相机中的工作原理如下：当按下快门时，镜头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。下面，让我们来详细地谈一谈：

1．镜头：

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！其实，这个焦距和传统相机还是有所区别的。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毫米相机镜头的焦距就可以了。

2.CCD:

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。

3． A/D转换器:

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。

4．MPU（微处理器）:

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。

5．存储设备：

数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据，这如同胶卷记录光信号一样，不同的是存储器中的图像数据可以反复记录和删除，而胶卷只能记录一次。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器，内置存储器为半导体存储器，安装在相机内部，用于临时存储图像，当向计算机传送图像时须通过串行接口等接口。 它的缺点是装满之后要及时向计算机转移图像文件，否则就无法再往里面存入图像数据。早期数码相机多采用内置存储器，而新近开发的数码相机更多地使用可移动存储器。这些可移动存储器可以是3.5英寸软盘、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。这些存储器使用方便，拍摄完毕后可以取出更换，这样可以降低数码相机的制造成本，增加应用的灵活性，并提高连续拍摄的性能。存储器保存图像的多少取决于存储器的容量（以MB为单位），以及图像质量和图像文件的大小（以KB为单位）。图像的质量越高，图像文件就越大，需要的存储空间就越多。显然，存储器的容量越大，能保存的图像就越多。一般情况下，数码相机能保存10到200幅图像。我们在这里为大家介绍一些常用的存储方案：

·SmartMedia卡，

从2兆到32兆，是最常见的数码相机存储卡，由于没有内置控制部分，成本最低，但是暂时无法突破64兆的极限，但今年可能会有64兆的卡推出。目前大部分的数码相机用了SM卡，速度上和其他存储方式差不多，其实内核都是FlashMemory。常见的数码相机支持品牌，奥林帕斯、富士、东芝等诸多品牌。另外由于MP3播放器也需要存储卡，由于成本问题也选择了SM卡，导致SM的需求量增加，所以其价格由于是量产的缘故，跌得很快，是目前最佳性价比的存储方案。

·CompactFlash卡，

分别有CF1和CF2格式，这是和SM卡齐名的存储卡，和SM卡的区别是自带控制模块，厚度也厚多了。同时除了FlashMemory外还支持其他存储模式。主要的存储大小是4、8、15、30、40、64、96、128、224、400等，其中大于128的必须使用CF2的格式。目前的柯达、卡西欧、尼康、佳能等数码相机都使用CF卡。

·IBM的MicroDrive，

什么是IBM的MicroDrive?IBM的MicroDrive是IBM专门为数码相机准备的优秀存储方案采用CF2接口，兼容CF2存储卡，只要能插入CF2存储卡的数码相机都能使用它，同时有PC卡的接口，在支持PC卡接口的专业数码相机中也能使用它。它的容量为340兆；另外因为硬盘，所有它的速度也很快，而FlashMemory的速度是无法和硬盘相提并论的，因此除了容量大外，速度也比CF卡快多了，而价格和128兆的CF卡差不多。

Click:

生产移动存储设备的着名公司Iomega推出的独特的磁盘。这种体积并不比CF卡大多少的小小磁盘可以存储40MB的数据，但成本远远低于使用闪存技术的产品。而且，Click可以被计算机存取。

MemoryStick：

由索尼公司推出的存储设备，体积大概相当于半块口香糖的大小。其在索尼的全线产品中得到了广泛的支持，容量也达到了64MB。为了进不步扩展其应用范围，索尼推出的使用软盘的数码相机还能通过转换器在其上保存数据。

6．LCD（液晶显示器）：

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。

7．输出接口：

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。

6. 光纤照明与LED照明之比较

当今，在绿色照明概念的倡导下，各种照明技术不断的涌现，光纤照明和LED灯作为新兴的照明技术，始终走在绿色照明领域的前沿。

光纤照明是通过光纤把光源发生器的光线传播到指定区域的一种照明方式,它具有如下特点:

1） 由于光纤的自身特性和光的直线传播原理，光纤在理论上可以把光线传播到任何地方，满足了实际应用的多元性。

2）我们可以通过滤光装置获得我们所需要的各种颜色的光，以满足不同环境下对光色彩的需求。

3）通过光纤尾件的设计和安装，照明从抽象化转变为形象化。光纤照明赋予了光线质感、空间感，甚至赋予了光线生命和性格。

4）光纤照明实现了光电分离，这是一个质的飞跃，不仅安全性能提高，而且应用领域大大的拓宽了。

5）塑料光纤照明系统光色柔和，没有光污染。塑料光纤装饰照明采用过滤光谱的方式改变光源发光颜色，通过光纤传导后，色彩更显柔和纯净，给人的视觉效果非常突出。

6）一般的光源所发生的光谱不仅包括了可见光，还包括了红外线和紫外线。在一些特殊场合，红外线和紫外线都是我们避免的，比如文物照明。由于塑料光纤的低损耗窗口位于可见光谱的范围，红外线和紫外线的透过率很低，在加上对光源机的特殊处理，所以从光纤发出来的光都是无红外线和紫外线的冷光。

从特点上了解了光纤照明，现在再看看LED的特点。

LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。它具有如下特点：

1） 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一种比使用高压电源更安全的电源。

2） 效能：消耗能量比同光效的白炽灯减少80%。

3） 适用性：每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

4） 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%。

5） 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。

6） 对环境污染：无有害金属汞。

7） 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。

8） 价格：LED的价格比较昂贵，相较于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。

由于光纤照明和LED灯的独特优点，它们已广泛地应用于各种场合，并在不断地推广中。

现将目前国内应用情况和场合简述如下：

一、光纤照明

由于光纤照明具有的许多特点，使得它的应用很广泛，现根据不同的使用地点和产生的效果对其典型应用进行分析说明。

1）、电视会议桌面照明

采用端发光系统，配置聚光透镜型发光终端附件由顶部垂直照射，在桌面形成点状光斑，适合与会人员读写而又不影响幻灯投影讲解的进行（在一般照明灯具关闭或亮度调低的情况下）。

2）、置于顶部较高、难以维护或无法承重的场所的效果照明

将端发光系统用于酒店大堂高大穹顶的满天星造型，配以发散光透镜型水晶尾件和旋转式玻璃色盘，可形成星星闪闪发光的动态效果，非一般照明系统可比拟。

3）、建筑物室外公共区域的引导性照明

采用落地管式（线发光）系统或地埋点阵指引式（端发光）系统用于标志照明，同一般照明方式相比减少了光源维护的工作量，且无漏电危险。

4）、室外喷泉水下照明

采用端发光系统，配置水下型终端，用于室外喷泉水下照明，且可由音响系统输出的音频信号同步控制光亮输出和光色变换。其照明效果及安全性好于普通的低压水下照明系统，并易于维护，无漏电危险。

5）、建筑物轮廓照明及立面照明

采用线发光系统与端发光系统相结合的方式，进行建筑物轮廓及立面照明。其施工方便，安装周期短，具有较强的时效性，且能够重复使用，节省投资。

6）、建筑物、文物局部照明

采用端发光系统，配置聚光透镜型或发散光透镜型发光终端附件用于室内局部照明。如博物馆内对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的丝织品文物、绘画文物或印刷品文物的局部照明，均采用光纤照明系统。

7）、灯箱、广告牌照明

线发光光纤柔软易折不易碎，易被加工成不同的图案，无电击危险，无需高压变压器,可自动变换光色,并且施工安装方便,能够重复使用.因此,常被用于设置在建筑物上的广告牌照明.同传统的霓虹灯相比,光纤照明具有明显的使用性能优势。

二、LED的应用领域

1）、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域，约占LED应用市场的4%左右。

2）、显示应用: 指示牌、广告牌、大屏幕显示等， LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%，显示屏幕可分为单色和彩色。

3）、照明应用:

①便携灯具: 手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等；

②汽车用灯: 高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯等， 大功率的LED已被大量用于汽车照明中。

③特殊照明: 太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等； 由于LED尺寸小，便于动态的亮度和颜色控制，因此比较适合用于建筑装饰照明。

④背光照明: 普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等， LED作为手机显示的背光源是LED应用最广泛的领域。

⑤投影光源: 投影仪用RGB光源；

⑥普通照明:各类通用照明灯具、照明光源等；

三、光纤照明和LED的照明效果比较

虽然光纤照明和LED各具特点，应用领域有所重叠，但是效果还是有各自特色的。

优秀的光纤照明极具个性化色彩，能够满足人们对光环境的不同需求。装饰效果美仑美奂，十二星座、满天星空，让你感觉到夜晚的静谧和浪漫；流动的光纤瀑布使人想起“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的经典场面；光纤三维立体镜的随意，斑斑驳驳，如桂雨临凡，时时挑动着人的好奇；光纤垂帘摇曳生姿、清新淡雅，仿佛让人回到“帘卷西风”的意境。凝眸窗外星空，光点闪烁，触手可及，令人喜上眉梢；举手摘星，却是光纤拉网屏风。光纤照明可以和人以及周围的环境共生，甚至可以达到人光合一、情境合一的境界。

而随着各种色彩的LED的开发和成熟，供消遣使用的单色LED制造色彩变幻效果的技术也越来越成熟。为了改换色彩，系统一般是使用红、绿和蓝光LED（RGB）作为单色光源，再利用被称为“增色”的技术来制造最终所需的色彩。但是在光的表现手法上，任何其他的照明方式都无法与光纤照明相比拟的。所以，在发展趋势上，光纤照明仍然占具主导地位。

四、光纤照明和LED照明的市场比较

由于光纤照明和LED照明有本质上的区别，而且表现效果也各有千秋，因此在销售市场也各有偏重。

尽管光纤照明现在在照明行业所占有的市场份额比重不是太多，但却是成正比的加速增长。在每年的美国照明商品展览会上持续引起参观人员的关注，特别是对用通常灯有不方便的场所更是如此。如很难接近或者需要光电分离的场所，使用光纤照明系统是最有利的。根据光纤照明的特点,光纤照明的销售市场主要面对装饰照明、娱乐灯光、艺术照明以及特殊照明。

LED作为一种新型的光源，从目前的发展趋势和在绿色照明的概念下，近年来LED的灯具产品开发的种类越来越多，市场份额也在增长。但是，由于大功率的LED的技术还没有成熟和白光LED的成本不能有效的降下来，所以LED灯具在照明领域不能有效的拓展。

7. 城市亮化工程的优缺点是

优点：

1、亮化工程为城市现代化发展带来积极的社会效益

如今，我国经济的飞速发展和城市现代化进程的加快，使得各级政府对城市亮化工作的重视程度不断提高，城市夜间光环境已经成为了城市风貌不可分离的一部分。建成一些高品质，与城市形象相适应的光环境场所，可以很好的烘托城市的格调，增加城市吸引力，同时也能够丰富人们的夜间生活，提升居民幸福感，给城市带来巨大的社会效益。

2、亮化工程为城市各行业发展带来巨大的经济效益

亮化工程对街道环境的改善，会推动商业街的发展，提升市民消费水平，拉动经济增长;此外，城市夜景观的打造也会对城市旅游观光业的发展带来积极的影响，这有利于商家营业额增长，国家税收增加，促进城市经济的繁荣发展;于此同时，亮化工程本身也具有一定的经济效益，相关行业的发展与城市亮化工程建设相辅相成。

缺点：

1. 城市照明工程总体规划滞后

城市照明工程设施的建设没有规划，也没有失败的规划，存在着有序、不受控制的城市照明现象。

2、复制再复制，盲目模仿

在夜景照明的过程中，一些城市忽视了城市本身的特点、历史文化特点和自身的财力，盲目学习其他城市灯光建设的特点。

3、只抓节日，忽视平日夜晚的灯光

在节日或重大政治活动中，注意夜晚的灯光是可以理解的。然而，城市夜间照明并不只是为了几个节日，它不是城市夜间照明的目的

4、城市照明工程忽视了白天的景观和安全

有些夜景照明在晚上非常漂亮，但在白天并不漂亮，与周围环境不协调，存在安全隐患。