放大鏡原理
    為看清楚微小的物體或物體的細節，需要把物體移近眼睛，這樣可以增大視角，使在視網膜上形成一個較大的實像。但當物體離眼的距離太近時，反而無法看清楚。換句話說話，要明察秋毫，不但應使物體對眼有足夠大的張角，而且還應取合適的距離。顯然對眼睛來說，這兩個要求是相互制約的，若編碼器在眼睛前面配置一個凸透鏡便能解決這一問題。凸透鏡是一個最簡單的放大鏡，是幫助眼睛觀察微小物體或細節的簡單的光學儀器。?
    現以凸透鏡為例，計算它的放大本領。把物體PQ置于透鏡L的物方焦點和透鏡之間并使它靠近焦點，如圖2-20(a)所示，于是物體經透鏡成一放大的虛像P′Q′。為了便于觀察，通常使虛像位于明視距離處。P′Q′對眼的視角近似為
    若不用透鏡而將物置于明視距離處時，從瞳孔看物的視角為
    (y以cm為單位) (2—3)??
    于是透鏡的放大本領為
  ?(f′以cm為單位) (2—4)??
    若凸透鏡的像方焦距為10cm，則由該透鏡做成的放大鏡的放大本領為2.5倍，寫成2.5×。如果僅從放大本領來考慮，焦距應該取得短一些，而且似乎這樣可以得到任意大的放大本領。但由于像差的存在，一般采用的放大本領約為3×。如果采用復式放大鏡(如目鏡)，則可以減少像差，并使放大本領達到20×。
    開普勒望遠鏡
    原理由兩個凸透鏡構成。由于兩者之間有一個實像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優良，所以目前軍用望遠鏡，小型天文望遠鏡等專業級的望遠鏡都采用此種結構。但這種結構成像是倒立的，所以要在中間增加正像系統。
    正像系統分為兩類：棱鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見的前寬后窄的典型雙筒望遠鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統。這種系統的優點是在正像的同時將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統采用一組復雜的透鏡來將像倒轉，成本較高，但俄羅斯20×50三節伸縮古典型單筒望遠鏡既采用設計精良的透鏡正像系統。
    投影儀
    照相機是用于攝影的光學器械。被攝景物反射出的光線通過照相鏡頭(攝景物鏡)和控制曝光量的快門聚焦后，被攝景物在暗箱內的感光材料上形成潛像，經沖洗處理(即顯影、定影)構成永久性的影像,這種技術稱為攝影術。
    最早的照相機結構十分簡單，僅包括暗箱、鏡頭和感光材料�，F代照相機比較復雜，具有鏡頭、光圈、快門、測距、取景、測光、輸片、計數、自拍等系統，是一種結合光學、精密機械、電子技術和化學等技術的復雜產品。
    在公元前400年前 ，墨子所著《墨經》中已有針孔成像的記載；13世紀，在歐洲出現了利用針孔成像原理制成的映像暗箱，人走進暗箱觀賞映像或描畫景物；1550年，意大利的卡爾達諾將雙凸透鏡置于原來的針孔位置上，映像的效果比暗箱更為明亮清晰 ；1558年，意大利的巴爾巴羅又在卡爾達諾的裝置上加上光圈，使成像清晰度大為提高；1665年，德國僧侶約翰章設計制作了一種小型的可攜帶的單鏡頭反光映像暗箱，因為當時沒有感光材料，這種暗箱只能用于繪畫 。
    1822年，法國的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一張照片，但成像不太清晰，而且需要 八個小時的曝光。1826年，他又在涂有感光性瀝青的錫基底版上，通過暗箱拍攝了一張照片。
    1839年，法國的達蓋爾制成了第一臺實用的銀版照相機 ，它是由兩個木箱組成，把一個木箱插入另一個木箱中進行調焦，用鏡頭蓋作為快門，來控制長達三十分鐘的曝光時間，能拍攝出清晰的圖像。
    1860年，英國的薩頓設計出帶有可轉動的反光鏡取景器的原始的單鏡頭反光照相機；1862年，法國的德特里把兩只照相機疊在一起，一只取景，一只照相，構成了雙鏡頭照相機的原始形式；1880年，英國的貝克制成了雙鏡頭的反光照相機。
    隨著感光材料的發展，1871年，出現了用溴化銀感光材料涂制的干版，1884年，又出現了用硝酸纖維(賽璐珞)做基片的膠卷。
    隨著放大技術和微粒膠卷的出現，鏡頭的質量也相應地提高了。1902年，德國的魯道夫利用賽得爾于1855年建立的三級像差理論，和1881年阿貝研究成功的高折射率低色散光學玻璃 ，制成了著名的“天塞”鏡頭，由于各種像差的降低，使得成像質量大為提高。在此基礎上，1913年德國的巴納克設計制作了使用底片上打有小孔的 、35毫米膠卷的小型萊卡照相機。
    不過這一時期的35毫米照相機均采用不帶測距器的透視式取景器。1930年制成彩色膠卷；1931年，德國的康泰克斯照相機已裝有運用三角測距原理的雙像重合測距器，提高了調焦準確度，并首先采用了鋁合金壓鑄的機身和金屬幕簾快門。
    1935年，德國出現了�？怂_克圖單鏡頭反光照相機，使調焦和更換鏡頭更加方便。為了使照相機曝光準確，1938年柯達照相機開始裝用硒光電池曝光表。1947年，德國開始生產康泰克斯S型屋脊五棱鏡單鏡頭反光照相機，使取景器的像左右不再顛倒，并將俯視改為平視調焦和取景，使攝影更為方便。
    1956年，聯邦德國首先制成自動控制曝光量的電眼照相機 ；1960年以后,照相機開始采用了電子技術，出現了多種自動曝光形式和電子程序快門；1975年以后，照相機的操作開始實現自動化。
    數碼相機 （又名：數字式相機 英文全稱:Digital Camera 簡稱DC）
    概述：數碼相機，是一種利用電子傳感器把光學影像轉換成電子數據的照相機。與普通照相機在膠卷上靠溴化銀的化學變化來記錄圖像的原理不同，數字相機的傳感器是一種光感應式的電荷耦合-{zh-cn：器件；zh-tw：組件}-(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。在圖像傳輸到計算機以前，通常會先儲存在數碼存儲設備中（通常是使用閃存；軟磁盤與可重復擦寫光盤（CD-RW）已很少用于數字相機設備）。
    數碼相機是集光學、機械、電子一體化的產品。它集成了影像信息的轉換、存儲和傳輸等部件，具有數字化存取模式，與電腦交互處理和實時拍攝等特點。數碼相機最早出現在美國，20多年前，美國曾利用它通過衛星向地面傳送照片，后來數碼攝影轉為民用并不斷拓展應用范圍。
    優點：
    1、拍照之后可以立即看到圖片，從而提供了對不滿意的作品立刻重拍的可能性，減少了遺憾的發生。
    2、只需為那些想沖洗的照片付費，其它不需要的照片可以刪除。
    3、色彩還原和色彩范圍不再依賴膠卷的質量。
    4、感光度也不再因膠卷而固定。光電轉換芯片能提供多種感光度選擇。
    數碼相機的誕生：
    數碼相機的歷史可以追溯到上個世紀四五十年代，電視就是在那個時候出現的。伴隨著電視的推廣，人們需要一種能夠將正在轉播的電視節目記錄下來的設備。1951年賓·克羅司比實驗室發明了錄像機（VTR），這種新機器可以將電視轉播中的電流脈沖記錄到磁帶上。到了1956年，錄像機開始大量生產。同時，它被視為電子成像技術產生。
    第二個里程碑式的事件發生在二十世紀六十年代的美國宇航局（NASA）。在宇航員被派往月球之前，宇航局必須對月球表面進行勘測。然而工程師們發現，由探測器傳送回來的模擬信號被夾雜在宇宙里其它的射線之中，顯得十分微弱，地面上的接收器無法將信號轉變成清晰的圖像。于是工程師們不得不另想辦法。1970年是影像處理行業具有里程碑意義的一年，美國貝爾實驗室發明了CCD。當工程師使用電腦將CCD得到的圖像信息進行數字處理后，所有的干擾信息都被剔除了。后來“阿波羅”登月飛船上就安裝有使用CCD的裝置，就是數碼相機的原形。“阿波羅”號登上月球的過程中，美國宇航局接收到的數字圖像如水晶般清晰。
    在這之后，數碼圖像技術發展得更快，主要歸功于冷戰期間的科技競爭。而這些技術也主要應用于軍事領域，大多數的間諜衛星都使用數碼圖像科技。
    在數碼相機發展史上，不得不提起的是索尼公司。索尼公司于1981年8月在一款電視攝像機中首次采用CCD，將其用作直接將光轉化為數字信號的傳感器。目前索尼每年生產的CCD占據了全球50%的市場,這正是索尼能夠在數碼相機市場上傲視群雄的一個原因,因為核心命脈掌握在自己手中。
    在冷戰結束之后，軍用科技很快地轉變為了市場科技。1995年，以生產傳統相機和擁有強大膠片生產能力的柯達（Kodak）公司向市場發布了其研制成熟的民用消費型數碼相機DC40。這被很多人視為數碼相機市場成型的開端。DC40使用了內置為4MB的內存，不能使用其它移動存儲介質，其38萬像素的CCD支持生成756×504的圖像，兼容Windows 3.1和DOS。蘋果（APPLE）公司的QuickTake 100也同時在市場上推出。當時兩款相機都提供了對電腦的串口連接。
    這之后，數碼相機就如雨后春筍般不斷由各相機廠商推出，CCD的像素不斷增加，相機的功能不斷翻新，拍攝的圖像效果也越來越接近于傳統相機了。
    照相機品種繁多，按用途可分為風光攝影照相機、印刷制版照相機、文獻縮微照相機、顯微照相機、水下照相機、航空照相機、高速照相機等；按照相膠片尺寸，可分為110照相機(畫面13×17毫米)、126照相機(畫面28×28毫米)、135照相機(畫面24×18，24×36毫米)、127照相機(畫面45x45毫米)、120照相機(包括220照相機，畫面60×45,60×60,60×90毫米)、圓盤照相機(畫面8.2x10.6毫米)；按取景方式分為透視取景照相機、雙鏡頭反光照相機、單鏡頭反光照相機。
    任何一種分類方法都不能包括所有的照相機，對某一照相機又可分為若干類別，例如135照相機按其取景、快門、測光、輸片、曝光、閃光燈、調焦、自拍等方式的不同 ，就構成一個復雜的型譜。
    照相機利用光的直線傳播性質和光的折射與反射規律，以光子為載體，把某一瞬間的被攝景物的光信息量，以能量方式經照相鏡頭傳遞給感光材料，最終成為可視的影像。
    照相機的光學成像系統是按照幾何光學原理設計的，并通過鏡頭，把景物影像通過光線的直線傳播、折射或反射準確地聚焦在像平面上。
    攝影時，必須控制合適的曝光量，也就是控制到達感光材料上的合適的光子量。因為銀鹽感光材料接收光子量的多少有一限定范圍，光子量過少形不成潛影核，光子量過多形成過曝，圖像 又不能分辨。照相機是用光圈改變鏡頭通光口徑大小，來控制單位時間到達感光材料的光子量，同時用改變快門的開閉時間來制曝光時間的長短。
    從完成攝影的功能來說，照相機大致要具備成像、曝光和輔助三大結構系統。成像系統包括成像鏡頭、測距調焦、取景系統、附加透鏡、濾光鏡、效果鏡等；曝光系統包括快門機構、光圈機構 、測光系統、閃光系統、自拍機構等；輔助系統包括卷片機構、計數機構、倒片機構等。
    鏡頭是用以成像的光學系統，由一系列光學鏡片和鏡筒所組成，每個鏡頭都有焦距和相對口徑兩個特征數據；取景器是用來選取景物和構圖的裝置，通過取景器看到的景物，凡能落在畫面框內的部分，均能拍攝在膠片上 ；測距器可以測量出景物的距離，它常與取景器組合在一起，通過連動機構可將測距和鏡頭調焦聯系起來，在測距的同時完成調焦。
    光學透視或單鏡頭反光式取景測距器都須手動操作，并用肉眼判斷。此外還有光電測距、聲納測距、紅外線測距等方法，可免除手動操作，又能避免肉眼判斷帶來的誤差，以實現自動測距。
    快門是控制曝光量的主要部件，最常見的快門有鏡頭快門和焦平面快門兩類。鏡頭快門是由一組很薄的金屬葉片組成，在主彈簧的作用下，連桿和撥圈的動作使葉片迅速地開啟和關閉 ；焦平面快門是由兩組部分重疊的簾幕(前簾和后簾)構成，裝在焦平面前方附近。兩簾幕按先后次序啟動，以便形成一個縫隙�？p隙在膠片前方掃過，以實現曝光。
    光圈又叫光闌，是限制光束通過的機構，裝在鏡頭中間或后方。光圈能改變能光口徑，并與快門一起控制曝量。常見的光圈有連續可變式和非連續可變式兩種。
    自拍機構是在攝影過程中起延時作用，以供攝影者自拍的裝置。使用自拍機構時，首先釋放延時器，經延時后再自動釋放快門。自拍機構有機械式和電子式兩種，機械式自拍機構是一種齒輪傳動的延時機構，一般可延時8～12秒 ；電子式自拍機構利用一個電子延時線路控制快門釋放。