数码相机维修基础知识

数码相机又称为数字相机，简称DCS(Digital Still Camera)。其实质是一种非胶片相机，它采用CCD（电荷藕合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）作为光电转换器件，将被摄物体以数字形式记录在存储器中。

　　特性：

　　数码相机是集光学、机械、电子于一体的的现代高技术产品，它集成了影像信息的转换、存储和传输等多种部件，具有数字化存取模式、与计算机交互处理和实时拍摄的特点。因此数码相机有如下之特性：
　　1.立即成像：数码相机属电子取像，可立即在液晶显示器、计算机显示器或电视上显示，可实时监视影像效果，也可随时删除不理想的图片。
　　2.与计算机兼容：数码相机存储器里的图像输送到计算机后通过影像处理软件，可从事剪切，编辑、打印等，并可将影像存储在计算机中。
　　3.电信传送：数码相机可将图像信号转换为电子信号，经电信传输网或内部网进行传输（邮政影像专递——E-mail）。

　　基本结构：
　

　　数码相机与传统的胶片相机两者 大的区别是在它们各自的内部结构和原理上。它们的共同点是均由光学镜头、取景器、对焦系统、快门、光圈、内置电子闪光灯等组成，有的数码相机既有取景器还有液晶显示器LCD。但数码相机还有其特殊的结构，如CCD或CMOS、仿真信号处理器、A/D模数转换器、DSP数字信号处理器、图像处理器、图像存储器和输出控制单元等。

　　以下是数码相机主要部件的主要功能：

　　1)镜头主要功能：把光线会聚到CCD或CMOS图像传感器上，起到调整焦距的作用。对于定焦数码相机，镜头、物体和聚焦平面间的理想距离被精确计算，从而固定了镜头和光圈的位置。对于ZOOM 数码相机，有一个机械装置，可以带动镜头组前后运动，一直让镜头保持在聚焦平面中央，能够捕捉到距离镜头的远近的物体。
　　2)CCD（CMOS）图像传感器主要功能：把镜头传来的图像信号转变为仿真电信号。
　　3)A/D转换器主要功能：数码相机利用A/D转换器将CCD产生的仿真电信号转换为数字信号，并传输到图像处理单元。
　　4)数字信号处理器主要功能：数字信号处理器主要功能是通过一系列复杂的数学运算法，如加、减、乘、除、积分等，对数字图像信号进行优化处理(包括：白平衡、彩色平衡、伽玛校正与边缘校正等)。
　　5)图像压缩主要功能：数码相机的图像处理包括数据压缩，图像压缩的目的是为了节省存储空间，利用JPEG编码器把得到的图像转换为静止压缩的图像(JPEG格式)。
　　6)总体控制电路主要功能：主控程序芯片(MCU)能协调和控制测光、运算、曝光、闪光控制及拍摄逻辑控制。当电源开启时，MCU则开始距检查各功能是否正常，若正常，相机处于准备状态。

　　工作原理：

　　数码相机在使用过程中，半按快门对准被摄的景物(快门ON状态，与胶片相机相反)，从镜头传来的光图像经过光电转换器(CCD或CMOS) 感应将光信号转换成为一一对应的仿真信号，再经A/D模数转换器转换，把仿真电信号变成数字信号， 后经过图像处理器DSP(Digital Signal Processor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式，把图像以二进制数码的形式显示在LCD上，如按下快门，则把图像存入存储器中。 数码相机的工作步骤大致分如下：
　　1、开机准备：当打开相机的电源时，其内部的主控程序就开始检测各部件是否正常。如某一部件有异常，内部的蜂鸣器就会发出警报或在LCD上提示错误信息并停止工作。如一切正常，就进入准备状态。
　　2、聚焦及测光：数码相机一般都有自动聚焦和测光功能。当打开DSC电源时，相机内部的主控程序芯片(MCU)立即进行测光运算，曝光控制和闪光控制及拍摄逻辑控制。当对准物体并把快门按下一半时，MCU开始工作，图像信号经过镜头测光（TTL测光方式）传到CCD或CMOS上并直接以CCD或CMOS输出的电压信号作为对焦信号，经过MCU的运算、比较再进行计算、确定对焦的距离和快门速度及光圈的大小，驱动镜头组的AF和AE装置进行聚焦。
　　3、图像捕捉：在聚焦及测光完成后再按下快门，摄像器件（CCD或CMOS）就把从被摄景物上反射的光进行捕捉并以红、绿、蓝三种像素（颜色）存储。
　　4、图像处理：就是把捕捉的图像进行A/D转换、图像处理、白平衡处理、色彩较正等，再到存储区合成在一起形成一幅完整的数字图像，在图像出来后再经过DSP单元进行压缩转换为JPEG格式（静止图像压缩方式），以便节省空间。
　　5、图像存储：在图像处理单元压缩的图像送到存储器中进行保存。
　　6、图像的输出：存储在数码相机存储器的图像通过输出端口可以输出送到计算机，可在计算机里通过图像处理程序（软件）进行图形编辑、处理、打印或网上传输等。

　　功能：

　　在中高级的数码相机中，一般都含有AE功能和AF功能

　　1） AE功能当DSC相机对准被摄物体时，CCD根据镜头传来的图像亮度的强弱，转变为CCD数字电压信号，DSP再根据CCD数字电压信号进行运算处理，再把运算结果传输给MCU迅速找到合适的快门速度和镜头光圈的大小 佳值，由MCU控制AE机构进行自动曝光。
　　2） AF功能 直接利用CCD输出的数字电压信号作为对焦信号，经过MCU的运算比较进行驱动镜头AF机构前后运动。

　　分类：

　　目前数码相机的分类很多，如果按图像传感器来分，可分为CCD数码相机和CMOS数码相机。

　　CCD数码相机:

　　CCD数码相机是指数码相机使用CCD图像传感器来记录图像，属中高文件相机。CCD本身是不能分辨各种颜色的光，要用不同颜色的滤色片配合使用，因此CCD数码相机有以下两种工作方式：
　　1、利用透镜和分光镜将光图像信号分成R、G、B三种颜色，并分别作用在三片CCD上，这三种颜色的光经CCD转换为仿真电信号，然后经A/D转换器转换为数字信号，再经DSP数字信号处理器处理后存储到存储器中。
　　2、在每个像素点的位置上有三个分别加上R、G、B三种颜色滤色片的CCD，经过透镜后的光图像信号被分别作用在不同的传感器上，并将它们转换为仿真电信号，然后经A/D转换器转换为数字信号，再经DSP数字信号处理器处理后存储到内存中。

　　CMOS数码相机：

　　CMOS数码相机是指数码相机使用CMOS图像传感器来记录图像。其工作方式与CCD数码相机相似，目前属低档相机。

　　CCD图像传感器与CMOS图像传感器比较：

　　CMOS图像传感器易与A/D电路、数字信号处理器DSP电路等集成在一起。CCD图像传感器只能单一的锁存到成千上万的采样点上的光线的状态，CMOS则可以完成其它的许多功能，如A/D转换，负载信号处理、白平衡处理及相机控制(白平衡调调整就是通过图像调整，使在各种光线条件下拍的照片色彩与人眼看到的景物色彩一样)。另外，CMOS图像传感器还有耗电小的优点，其耗电量约为CCD图像传感器的1/10。但目前CMOS图像传感器在解析力和色彩上还不如CCD图像传感器，图像有噪音、准确捕捉动态图像的能力还不强。

　　聚焦：

　　聚焦是清晰成像的前提，数码相机一般都有自动聚焦功能。数码相机的自动聚焦功能与传统的胶片相机类似，也有主动式和被动式两种形式。
　　主动式就是相机主动发射红外线（或超声波），根据目标的反射进行对焦。 被动式就是相机不发射任何射线而根据目标的成像进行对焦。