從小孔成像開始說起
初中的物理我們都學過小孔成像
物體的光線通過一個小孔，會倒映到黑盒中后方的投影版上，然后就可以在投影版上看到圖像的倒影了。
這個技術很好地被應用在了照片上。開始的科學家們想到，既然通過小孔成像能把影像投射到投影板上，那么我如果開發一種感光材料放在投影板上，感光材料通過光的影響，會發生化學變化，然后當光關閉的時候，剛才投射在感光材料上的影像（其實就是光）就有短暫的記憶功能，靠着這個記憶功能，就可以把影像還原成為照片，放在膠片或者存儲介質上了。
於是想想上圖的小黑盒是感光材料，小孔是感光材料，小孔的前面還需要放一塊布來控制光的攝入，那就是快門。
上面的這張圖就是單反相機的內部結構了。
內部結構
先看下半部分，物象光線通過鏡頭反射到膠片或者感光耦合原件上。
感光元件之前有一個快門簾，這個快門簾的拉起和關閉的速度就叫做快門速度。顯然，快門速度越慢，則影像的光在感光元件上停留的時間越長，則找出來的照片越亮。但是速度慢也有個問題，就是接受成像的時間變長，對於稍微移動的物體，或者相機不穩定的因素，那么在感光元件上的像就有可能由於記錄過多的移動而產生模糊。在相機上有個快門速度比如1/125來表示這個屬性。
感光元件，在歷史上的膠片時期，這里的感光元件就是膠片或者膠卷，當一個膠片成像之后，就換下一個膠片記錄影像。但是現在科技發達了，出現了數碼相機，它的感光元件主要有兩種：CCD（電荷耦合）和CMOS（互補金屬氧化物導體）。CCD的成像質量優於CMOS，但是由於制作工藝復雜，成本高，所以現在市場上的相機主要還是CMOS的感光元件。感光元件對光的敏感程度也有一個屬性來標志，ISO感光度。ISO感光度有幾百到幾千的數值，數值越大，說明對光越敏感，只要接受小量的光就可以有很清晰的影像了。那么很容易聯想到，感光度和快門速度應該配合使用，當感光度高的時候，快門速度應該要快，這樣照出來的影像才不會太亮。
好了，成像的原理就是這樣，但是有個問題，照相的人如何在照相的時候怎么才能看到我要照的像是什么樣子的呢？於是上圖中反光鏡，五棱鏡和目鏡就是起這個作用的。
反光鏡靜止的時候是呈45的角度，那么物象的光通過鏡頭進入到相機內部的時候，會被投射到上方的五棱鏡中，五棱鏡通過兩次反射就將物象的光投射到目鏡或者觀景窗中。好了，我們可以計算下，首先鏡頭的小孔成像是將物象顛倒過來，后來的每個反射也會將物象顛倒一次，后面經過了三次反射，所以最終在觀景窗中看到的物象是正面的。
反光鏡的作用還在於控制照相。當平時未按下快門的時候，反光鏡呈45度角，光無法進入到感光元件。當按下快門的時候，反光鏡物理移動，向上旋轉到平行位置，則光能直行進入到感光元件，此時就可以成像。但是這個時候由於反光鏡無法反射物象到觀景窗，則在光景窗看到的必然是一篇漆黑。這就是為什么按下快門的時候會一篇漆黑的原因。
鏡頭
鏡頭有幾個名詞需要理解清楚：景深，焦距，光圈
先理解下，為什么照出的照片有虛像和實像的區別？
物體的光線經過鏡頭的折射之后匯聚到感光器件上，但是有的光線並不是正好匯聚到感光器件上，而是匯聚在感光器件之前或者之后，在之前匯聚的折射后會反射虛像到感光器件上，在之后匯聚的也會出現虛像在感光器件上。只有正好在感光器件上匯聚的點才會呈現最清晰的圖像。
景深
但是我們肉眼看到的“清晰成像”是有個范圍的，就是說從正好在感光上匯聚的點開始，周邊的虛像點越來越多，在一定范圍內是不會被肉眼發現的。這個不會被肉眼發現的范圍就叫做景深。意思就是清晰的景象的范圍。景深越大，代表清晰的范圍越大，照片上虛化的范圍就越小。反之，景深越小，清晰的范圍越小，虛化范圍越大。我們把導致虛化的光線叫做彌散斑。
在景物和鏡頭的距離不變的前提下，影響景深的因素有兩個：焦距，光圈。
焦距
焦距是指鏡頭和感光器件之間的距離。
焦距越小，接受的彌散斑就越小，景深就變大。焦距越大，接受的彌散斑就大，景深就變小。但是我們這是在考慮景物和鏡頭距離不變的情況下的。我們可以反過來想，鏡頭的折射程度是一樣的，焦距越小，它能對焦接受的景物距離就短，於是遠距離的景物就無法拍攝清晰。焦距越大，可對焦范圍就大，遠距離的景物就可以拍攝清晰。於是就有出現了長焦等鏡頭。
那既然有彌散斑，我用個擋板擋住彌散斑不就可以讓照片景深變大嗎？對的，這擋板就是光圈。
光圈
在同樣的焦距下，光圈小，則就能更好擋住外圍的彌散斑，看景物就越清晰，景深大。反之，光圈大，則外圍彌散光就越多，景物虛化的部分就更大，景深小。這里光圈大小是使用一個f值來進行衡量。光圈半徑 = 焦距 / f值，比如50mm的焦距，f4的光圈大小，則光圈半徑就是 50mm/4。所以我們平時說的光圈大小實際上是和光圈入光的半徑呈反比的。
參考文章：
http://www.elecfans.com/article/88/131/190/2009/2009042754420.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_546e6b5b010162rh.html
http://yiliyumili.blog.163.com/blog/static/972595220126635427305/