超精密加工的发展经历了如下三个阶段。
(1)20世纪50年代至80年代为技术开创期。20世纪50年代末，出于航天、国防等尖端技术发展的需要，美国率先发展了超精密加工技术，开发了金刚石刀具超精密切削——单点金刚石切削(Single point diamond tuming，SPDT)技术，又称为“微英寸技术”，用于加工激光核聚变反射镜、战术导d及载人飞船用球面、非球面大型零件等。从1966年起，美国的unionCarbide公司、荷兰Philips公司和美国LawrenceLivemoreLaboratories陆续推出各自的超精密金刚石车床，但其应用限于少数大公司与研究单位的试验研究，并以国防用途或科学研究用途的产品加工为主。这一时期，金刚石车床主要用于铜、铝等软金属的加工，也可以加工形状较复杂的工件，但只限于轴对称形状的工件例如非球面镜等。(2)20世纪80年代至90年代为民间工业应用初期。在20世纪80年代，美国政府推动数家民间公司Moore Special Tool和Pneumo Precision公司开始超精密加工设备的商品化，而日本数家公司如Toshiba和Hitachi与欧洲的Cmfield大学等也陆续推出产品，这些设备开始面向一般民间工业光学组件商品的制造。但此时的超精密加工设备依然高贵而稀少，主要以专用机的形式订作。在这一时期，除了加工软质金属的金刚石车床外，可加工硬质金属和硬脆性材料的超精密金刚石磨削也被开发出来。该技术特点是使用高刚性机构，以极小切深对脆性材料进行延性研磨，可使硬质金属和脆性材料获得纳米级表面粗糙度。当然，其加工效率和机构的复杂性无法和金刚石车床相比。20世纪80年代后期，美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”对超精密金刚石切削机床的开发研究，投入了巨额资金和大量人力，实现了大型零件的微英寸超精密加工。美国LLNL国家实验室研制出的大型光学金刚石车床(Large optics diamond turning machine，LODTM)成为超精密加工史上的经典之作。这是一台最大加工直径为1．625m的立式车床，定位精度可达28nm，借助在线误差补偿能力，可实现长度超过1m、而直线度误差只有士25nm的加工。(3)20世纪90年代至今为民间工业应用成熟期。从1990年起，由于汽车、能源、医疗器材、信息、光电和通信等产业的蓬勃发展，超精密加工机的需求急剧增加，在工业界的应用包括非球面光学镜片、Fresnel镜片、超精密模具、磁盘驱动器磁头、磁盘基板加工、半导体晶片切割等。在这一时期，超精密加工设备的相关技术，例如控制器、激光干涉仪、空气轴承精密主轴、空气轴承导轨、油压轴承导轨、摩擦驱动进给轴也逐渐成熟，超精密加工设备变为工业界常见的生产机器设备，许多公司，甚至是小公司也纷纷推出量产型设备。此外，设备精度也逐渐接近纳米级水平，加工行程变得更大，加工应用也逐渐增广，除了金刚石车床和超精密研磨外，超精密五轴铣削和飞切技术也被开发出来，并且可以加工非轴对称非球面的光学镜片。世界上的超精密加工强国以欧美和日本为先，但两者的研究重点并不一样。欧美出于对能源或空间开发的重视，特别是美国，几十年来不断投入巨额经费，对大型紫外线、x射线探测望远镜的大口径反射镜的加工进行研究。如美国太空署(NASA)推动的太空开发计划，以制作1m以上反射镜为目标，目的是探测x射线等短波(O．1～30nm)。由于X射线能量密度高，必须使反射镜表面粗糙度达到埃级来提高反射率。此类反射镜的材料为质量轻且热传导性良好的碳化硅，但碳化硅硬度很高，须使用超精密研磨加工等方法。日本对超精密加工技术的研究相对美、英来说起步较晚，却是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本超精密加工的应用对象大部分是民用产品，包括办公自动化设备、视像设备、精密测量仪器、医疗器械和人造器官等。日本在声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，具有优势，甚至超过了美国。日本超精密加工最初从铝、铜轮毂的金刚石切削开始，而后集中于计算机硬盘磁片的大批量生产，随后是用于激光打印机等设备的多面镜的快速金刚石切削，之后是非球面透镜等光学元件的超精密切削。l982年上市的EastnlanKodak数码相机使用的一枚非球面透镜引起了日本产业界的广泛关注，因为1枚非球面透镜至少可替代3枚球面透镜，光学成像系统因而小型化、轻质化，可广泛应用于照相机、录像机、工业电视、机器人视觉、CD、VCD、DvD、投影仪等光电产品。因而，非球面透镜的精密成形加工成为日本光学产业界的研究热点。尽管随时代的变化，超精密加工技术不断更新，加工精度不断提高，各国之间的研究侧重点有所不同，但促进超精密加工发展的因素在本质上是相同的。这些因素可归结如下。(1)对产品高质量的追求。为使磁片存储密度更高或镜片光学性能更好，就必须获得粗糙度更低的表面。为使电子元件的功能正常发挥，就要求加工后的表面不能残留加工变质层。按美国微电子技术协会(SIA)提出的技术要求，下一代计算机硬盘的磁头要求表面粗糙度Ra≤0．2nm，磁盘要求表面划痕深度h≤lnm，表面粗糙度Ra≤0．1nmp。1983年TANIGUCHI对各时期的加工精度进行了总结并对其发展趋势进行了预测，以此为基础，BYRNE描绘了20世纪40年代后加工精度的发展。
(2)对产品小型化的追求。伴随着加工精度提高的是工程零部件尺寸的减小。从1989～2001年，从6．2kg降低到1．8kg。电子电路高集成化要求降低硅晶片表面粗糙度、提高电路曝光用镜片的精度、半导体制造设备的运动精度。零部件的小型化意味着表面积与体积的比值不断增加，工件的表面质量及其完整性越来越重要。
(3)对产品高可靠性的追求。对轴承等一边承受载荷一边做相对运动的零件，降低表面粗糙度可改善零件的耐磨损性，提高其工作稳定性、延长使用寿命。高速高精密轴承中使用的Si3N4。陶瓷球的表面粗糙度要求达到数纳米。加工变质层的化学性质活泼，易受腐蚀，所以从提高零件耐腐蚀能力的角度出发，要求加工产生的变质层尽量小。(4)对产品高性能的追求。机构运动精度的提高，有利于减缓力学性能的波动、降低振动和噪声。对内燃机等要求高密封性的机械，良好的表面粗糙度可减少泄露而降低损失。二战后，航空航天工业要求部分零件在高温环境下工作，因而采用钛合金、陶瓷等难加工材料，为超精密加工提出了新的课题。
1、数码相机工作原理图及工作原理数码相机是用一种特殊的半导体材料来记录图片，这类特殊的半导体叫作电荷藕合器，简称CCD。这种电荷藕合器由数千个独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵。外界景像所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于其所受到的光照强度。CCD将各个元件的信息传送到数模转换器上，数模转换器将数据编码后送到缓存中，然后通过DSP（数字信号处理器）读取这些数字编码，并将这些编码中所包含的影像信息存放到存储器中，此时你就可以看到一张完整的数码图片了。从数码相机的工作原理中我们不难看出，镜头和CCD是数码相机成像质量的关键。
2、码相机的主要组件
数码相机主要的组成部件是镜头、图像传感器、数码储存器、LCD屏（大部分都有）。
（1）镜头
不管是普通相机还是数码相机，镜头都是关键部件。相比起传统相机，数码相机的镜头很小，需要制造得非常地精确，这增加了它的制造难度。通常一部高质量的数码相机其镜头成本也是整机价格中最主要的组成部分。因为要配合的是同样种类繁多的精密的CCD或CMOS等感光元件而不是相同尺寸的胶片，不同数码相机的规格差异很大，镜头也是千差万别。
（2）图像传感器
目前运用到数码相机的主要感光传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补型金属氧化物）两种半导体。柯达所有的数码相机均采用CCD作为图像传感器。
CCD和CMOS各自的利弊，从技术的角度来比较两者主要存在四个方面的区别：
（a）信息读取方式不同
CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。
（b）速度有所差别
CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。
（c）电源及耗电量
CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
（d）成像质量
CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大，使CMOS传感器很长一段时间无法进入实用。目前采用CMOS传感器数码相机的像素最高只有200万像素，而CCD则可高达1600万像素。
（3）LCD显示屏
绝大多数数码相机都有一个LCD（彩色液晶显示）屏。LCD屏幕就像一台微型的计算机监视器，能显示出相机中存储的图像。LCD也用来显示菜单，使用户可以修改照相机的设置，并从相机的存储器中删除不想要的图像。在照相机上观看和删除图像的功能非常有用，因为节省了下载不想要的图像所花费的时间。如果照出来的相片不是你想要的样子，可以把它删掉重拍。
LCD的像素高低也是决定其好坏的重要因素。目前，大多数数码相机的LCD的像素在11万以上，这些LCD一般都能较好反映图像的细节，而有些数码相机为降低成本，采用低像素的LCD（Fuji 2800的LCD只有6万像素），这些LCD上显示的图像呈明显的颗粒状，而且刷新速度很慢，取景时有明显的滞后感。
（4）数据储存器
通常的储存器有CF卡、MMS、SD和SONY标准的Memory stick等。
3、数码相机主要技术参数
（1）白平衡
由于不同的光照条件的光谱特性不同，拍出的照片常常会偏色，例如，在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏，数码相机和摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置，以使照片颜色尽量不失真，使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准，故称白平衡。
（2）AE(Auto Expose)自动曝光
自动曝光就是相机根据光线条件自动确定曝光量。
从根本测光原理上分可分两种：入射式和反射式。入射式就是测量照射到相机上的光线的亮度来确定曝光组合，这是一种简单粗略的控制，多用于低档相机 。反射式是测量被摄体的实际亮度，也就是成像的亮度来确定曝光组合，这是比较理想的一种方式。
（3）AF(Auto Focus)自动对焦
自动对焦有几种方式，根据控制原理分为主动式和被动式两种。
主动式自动对焦通过相机发射一种射线（一般是红外线），根据反射回来的射线信号确定被摄体的距离，再自动调节镜头，实现自动对焦。这是最早开发的自动对焦方式，比较容易实现，反应速度快，成本低，多用于中档傻瓜相机。这种方式精确度有限，且容易产生误对焦，例如当被摄体前有玻璃等反射体时，相机不能正确分辨。
被动式对焦有一点仿生学的味道，是分析物体的成像判断是否已经聚焦，比较精确，但技术复杂，成本高，而且在低照度条件下难以准确聚焦，多用于高档专业相机。一些高智能相机还可以锁定运动的被摄物体甚至眼控对焦。
（4）焦距
相机的镜头是一组透镜，当平行光线穿过透镜时，将会聚到一点上，这个点叫做焦点，焦点到透镜中心的距离，就称为焦距。焦距固定的镜头，叫定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，叫变焦镜头。在摄影领域，焦距主要反映了镜头视角的大小。对于传统135相机而言，50mm左右的镜头的视角与人眼接近，拍摄时不变形，称为标准镜头，一般涵盖40-70mm的范围，18-40mm称为广角或称为短焦镜头，70-135mm称为中焦镜头，135-500mm称为长焦镜头，500mm以上称为望远镜头，18mm以下称为鱼眼或超广角镜头，这种范围的划分只是人们的习惯，并没有严格的定义。数码相机的CCD一般比135胶片小得多，所以相同视角，其镜头焦距也短很多，例如，使用0.33"CCD的数码相机，使用约13mm镜头时，其视角大概相当于135相机50mm的标准镜头。由于各数码相机生产厂商所采用的CCD规格型号不同，所以，大家都采用"相当于35mm相机（即135相机）焦距"的说法。
光学变焦镜头有助于你方便的改变焦距，放大突出所需的图像细节并略去不需要的背景，当然这增加了相机的成本。现在大部份中高档数码相机都使用了2--3倍光学变焦镜头，有些还在镜头中使用了非球面镜片，这样有效的减少了像差和色散。
三倍变焦镜头对于大多数人来讲已经够用了，但如果你想使用镜头时有更大的灵活性或得到一些特殊的效果，你该选择一种配有镜头附件的相机，如NIKON的数码相机就提供了增距、广角和鱼眼镜头。
如果变焦镜头对你非常重要的话，议定要保证你买的数码相机具有光学变焦而不是数码变焦。光学变焦就是一个真正的变焦镜头。数码变焦只不过指的是相机内部对图像的处理过程。当时用数码变焦时，相机放大画面的中间部分，并裁剪掉四周边沿。其结果与在图像处理软件中打开一幅图像，剪掉相片的四周，再放大剩余的部分是一样的。对于"变焦"区的放大降低了图像的分辨率和图像的质量。
（5）超焦距
由于镜头的后景深比较大，人们称对焦点以后的能清晰成像的距离为超焦距。傻瓜相机一般就利用了超焦距，利用短焦镜头在一定距离之后的景物都能比较清晰成像的特点，省去对焦功能，所以，一般低档的傻瓜相机并不能自动对焦，只是利用了超焦距而已。正如前面所说的，"清晰"不是一个绝对的概念，超焦距范围内的景物并非真正的清晰成像，由于不在对焦点上，肯定是模糊的，只是模糊的程度一般人能够接受而已，这就是傻瓜相机拍摄的底片不能放大得太大的原因。
（6）景深
在进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点，因为"清晰"并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近相机）、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。
景深的大小，首先与镜头焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。其次，景深与光圈有关，光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大；光圈越大（数值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6）景深就越小。其次，前景深小于后景深，也就是说，精确对焦之后，对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是清晰的。
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