Устройство цифрового фотоаппарата.

Опубликовано:Инструменты фотографа.|Tags: фотоаппарат цифровой, фотоаппараты|By: Алексей Макеев|04/01/20136 комментариев

Фотолюбителям не помешает, хотя бы в общих чертах представлять себе устройство фотоаппарата, которым они владеют.

Наше время отличается тем, что цифровая техника проникает во все сферы деятельности человека. Скоро, наверное, чайники и утюги будут управляться цифровой электроникой.

В технологии получения изображений с фотопленок за последнее время революционных изменений не произошло. Революционными событиями можно считать появление и воцарение в фотографии цветных фотопленок. История создания цветной пленки еще достаточно недавняя.

Следующим революционным шагом было создание фотоаппаратов «моментальной съемки», известных по названию основной компании, их производившей, Polaroid. В Советском Союзе тоже делались попытки наладить производство аналогичных камер. Но эти фотокамеры так и не успели получить всеобщее распространение.

Революция в фотографии произошла с появлением цифровой фототехники.

Устройство цифрового фотоаппарата.

Итак об устройстве цифрового фотоаппарата.

Любой фотоаппарат,   в принципе состоит из одних и тех же элементов конструкции, которые различаются по сложности, но в общем выполняют одни и те же функции.

Это во-первых светонепроницаемый корпус (в принципе светонепроницаемая коробка, как в камере-обскуре), фотообъектив, светоприемник (фотопленка или чувствительная матрица цифрового фотоаппарата), устройство дозирующее количество света попадающего на светоприемник, или фотозатвор.

В принципе простейший прообраз фотокамеры — камера-обскура — это ящик с отверстием в передней стенке, а на заднюю стенку внутри ящика помещали серебряные пластины — прообразы фотопленки. Но для получения более качественных изображений в переднюю стенку камеры был встроен объектив — оптическое устройство, состоящее из нескольких линз. Из школьного курса геометрической оптики известно, что простейшая линза обладает при построении изображения рядом недостатков, называемых аберрациями. Для их исправления и применяется система из нескольких линз.

Фотоприемник также совершенствовался. Повышалась светочувствительность и качество воспроизведения изображения. Серебряные пластины были заменены на стеклянные фотопластины, а затем и фотопленку.

С появлением чувствительных к свету матриц стала развиваться электронная или цифровая фотография.

В цифровом фотоаппарате матрица, является электронным устройством, преобразующем падающий на него свет в поток электронов, которые создают определенный ток в цепи, в которую включена матрица, и, таким образом, преобразует оптическое изображение в электронное. Преобразователи такого типа получили название ЭОПов — электронно-оптических преобразователей. А электронное изображение уже затем преобразуется в цифровое. Просто цифровую информацию научились, хранить, обрабатывать и воспроизводить достаточно совершенно.

Но если в пленочном фотоаппарате фотопленка является и светоприемником и хранителем информации об изображении, то в электронной камере светочувтствительная матрица (ЭОП) не может информацию хранить. В цифровой камере матрица воспринимает свет и преобразует его в электронное изображение, которое при выключении питания не сохраняется. Поэтому для хранения информации служит запоминающее устройство — флэш-память.

В качестве ЭОПа в фотоаппаратах используют матрицы двух типов — ПЗС-матрицы (приборы с зарядовой связью) и КМОП-матрицы (матрицы комплиментарных структур металл-оксид-полупроводник или CMOS). В принципе используются матрицы и того и другого типов. В наиболее распространенных фотоаппаратах применялись, в основном ПЗС-матрицы (или CCD), то в настоящее время с совершенствованием технологии изготовления матриц и относительного их удешевления все более широко применяются КМОП-матрицы, в частности в зеркальных фотоаппаратах с большими размерами матрицы, таких как NIKON D90 и NIKOND5100 с размерами матриц 23х15,6 мм.

Основными характеристиками матриц являются: разрешение ( количество мегапикселей, которое определяется как произведение количества точек-пикселей по горизонтали и по вертикале, мега — миллион), соотношение сигнал/шум, светочувствительность. А также важной характеристикой матрицы является ее размер, который выражается через кроп-фактор. Об этом есть отдельная статья.

Флэш-память — запоминающее устройство, которое сохраняет информацию при выключении питания, т. е. является энерго-независимым. Основными характеристиками этого устройства являются: форм-фактор, емкость (которая измеряется в мегабайтах, байт — единица измерения информации в цифровой технике), скорость доступа и напряжение питания (как правило — 3,3 В).

Пиксел — минимальная точка изображения, имеет следующие харвктеристики: цвет и яркость. Размер пиксела зависит от размера матрицы и разрешения (количества пикселей на всю матрицу).

В следующих публикациях элементы, входящие в состав фотоаппарата рассматриваются более подробно.