数码相机光电转换部分电路的工作原理与识图

    光电变换部分的主要工作是完成光图像向电信号的转换。目前光电变换的主要器件多使用CCD图像传感器，因此，数码相机的光电转换部分大部分都是由CCD图像传感器与其驱动信号产生电路组成的。    (1) CCD图像传感器    CCD图像传感器是数码相机中最重要的部件，它是数码相机的核心部分。CCD是电荷耦合器件（Charge Coupled Device）的英文缩写，它具有光电转换、电荷存储和电荷转移的功能，主要特点是将光图像转变成电信号，在CCD驱动脉冲的作用下输出表示图像的电信号。CCD图像传感器安装在镜头的后面，在同一轴线上，设有矩形的感光面，如图10-11所示，镜头拍摄的景物图像就在此感光面上成像。CCD将光图像变成电信号输出，在工作时必须有CCD驱动电路提供驱动脉冲，才能使拍摄的图像由二维的图像变成串行信号输出。
    图10-11    CCD图像传感器    图像传感器从结构原理上可以分为线阵CCD( Linear CCD)和面阵CCD (CCD Array)两种，如图10-12所示。
    图10-12    线阵CCD和面阵CCD    (2)快门    在数码相机中，快门是通过对CCD光电变换中感光时间的控制来实现的，拍摄钮是拍摄的启动键，启动指令下达后，在快门的时间内CCD取得的图像信号为有效图像。快门是用速度来表示的，一般有1/4～1/1 000 s。其速度值也是自动控制的。    光圈和快门相互关联，共同影响CCD图像传感器的感光能量，光圈与快门的关系如图10-13所示。圆柱体的体积表示入射光的总能量。在光圈开大的情况下，能量柱直径较粗，当快门速度慢时入射光的能量柱较高，而快门速度快时入射光的能量柱较短。当光圈开小时，入射光的能量柱变细，快门同样控制能量柱的高低。数码相机中，自动曝光的控制是根据用户的设置和相机的自动检测两方面进行运算处理的，以达到满意的效果。
    图10-13    光圈和快门的关系