_{Міністерство освіти і науки України}

_{Свалявський технічний коледж НУХТ}

^ЗВІТ

про виконання лабораторної роботи № 3

з предмету "Переферійні пристрої."

Тема: «Ознайомлення з будовою, призначенням, технічними характеристиками , правилами експлуатації і методикою обслуговування цифрових фотоапаратів».

Виконала студентка гр.ДОК-110

­­­Причина В.П.

Перевірив

______________Дядюша 0.П.

Свалява 2014

Лабораторна робота №3

Тема: «Ознайомлення з будовою, призначенням, технічними характеристиками, правилами експлуатації і методикою обслуговування цифрових фотоапаратів».

Мета роботи.Метою даної роботи є ознайомлення з будовою, призначенням, технічними характеристиками , правилами експлуатації і методикою обслуговування цифрових фотоапаратів.»

 

Теоретична частина

Основні відомості про цифрові фотокамери

Цифрові фотоапарати є сьогодні найбільш динамічно розвиваються сектором фотообладнання - з'являються десятки нових моделей на рік , постійно поліпшуються їх технічні характеристики . В на -варте час , завдяки значному зниженню вартості та підвищенню якості одержуваних зображень , цифрові фотоапарати знайшли застосування , починаючи з звичайної побутової зйомки і закінчуючи поліграфією. Швидкість проникнення цифрових фотоапаратів в усі області людської діяльності вражає уяву , важко уявити наше життя без цих пристроїв , найпростіший приклад - це мобільні телефони , які нині зобов'язані мати вбудовану камеру для фото та відеозйомки .

Рис .1 Цифровий фотоапарат :

а - аматорського класу з вбудованим об'єктивом , б - професійна дзеркальна камера зі знімними об'єктивами

Переваги цифрової фотографії безперечні: спрощення обробки і редагування зображень , корекція кольору знімків , використання разів - особистих ефектів. Цифрові зображення можуть зберігатися як завгодно довго на різних носіях інформації та копіюватися необмежену кількість разів без погіршення якості як вихідного матеріалу , так і по ¬ наступних копій.

Виробництво аматорських цифрових компактних фотоапаратів практично всіма провідними фірмами - виробниками почалося в 1996 р. З цього моменту на ринку з'явилося безліч цифрових компактних фотоапаратів за ціною , що не набагато перевищує ціну звичайних плівкових фотоаппаратів .3

Принцип роботи

Цифрова камера за принципом роботи мало чим відрізняється від звичайного фо- тоаппарата . Як і фотоапарат , цифрова камера обладнана видошукачем і об'єктивом .

Основна відмінність полягає в тому , що якщо у звичайному фотоапараті при наведенні видошукача на об'єкт зображення об'єкта за допомогою об'єктива проектується на фотоплівку , то в цифровій камері зображення проекцується на спеціальну світлочутливу матрицю ( рис. 19.10) .

Рис . 19.10 . Принцип роботи цифрової камери

Світлочутлива матриця складається з безлічі датчиків. Кожен датчик перетворює інтенсивність падаючого на нього світла в напругу і передає сигнал на аналого -цифровий перетворювач ( analogue - to - digital converter - ADC ) , який перетворює аналоговий сигнал в дискретний цифровий код . Цей цифровий сигнал надходить на спеціальний процесор цифрових сигналів ( digital signal processor , DCP ) , який формує зображения , перетворює в графічний формат і посилає на пристрій зберігання інформації (пам'ять , диск та ін.)

Світлочутлива матриця.

Світлочутлива матриця являє собою фоточуттєвий прилад з перенесенням заряду ( ФППЗ ) , в якому фоточутливі елементи організовані в матрицю по рядках і стовпцях. За один період інтегрування матричний ФППЗ перетворює в електричний сигнал в один кадр оптичного зображення.

Залежно від способу сканування фотогенерованих пакетів ФППЗ поділяються на:

- фоточутливі прилади з матрицею CCD ;

- фоточутливі прилади з матрицею CMOS.

Матричні фоточутливі прилади із зарядним зв'язком

Зовнішній вигляд і структура матричного ПЗЗ наведено на рис. 19.11 .

Матриця містить секцію накопичення , або , інакше , секцію зображення , секцію збері гання , або , інакше , секцію пам'яті , вертикальні зсувні регістри і горизонтальний вихідний зсувний регістр . Секція накопичення являє собою частину ПЗС , призначену для формування зарядових пакетів і їх накопичення.

При використанні в якості перетворювача світло - сигнал цифрової ка ¬ заходи прилад працює таким чином. Зображення проектується на секцію накопичення , де відбувається накопичення фотогенерованих за ¬ рядів , пропорційних освітленості проектованого зображення . На наступному етапі накопичені заряди переміщаються у вертикальні регістри і по рядках паралельно зсуваються у вихідний горизонтальний зсувний регістр .

Таким чином , на виході горизонтального зсувного регістру формується сигнал , який надходить на аналого -цифровий перетворювач .

Матричні cmos прилади

У 1998 р. були розроблені матричні фоточутливі прилади з зарядовою інжекцією на основі комплементарної структури типу метал - оксид -

напівпровідник (КМОН - CMOS APS , Complementary Metal Oxyde Semicon ductor Active Pixel Sensor ) . У порівнянні з ПЗС- матрицями вони мають ряд переваг: більш низьким енергоспоживанням , можливістю вбудовування в кожен елемент APS -мікросхеми власної ланцюга зчитування , аналого - цифрового перетворення та первинної обробки зображень. Але головна перевага КМОП -мікросхем - це їх невисока вартість . КМОП - стандартна технологія виготовлення мікросхем ( процес сорів і мікросхем пам'яті) , освоєна більшістю виробників.

Основним недоліком ПЗС є вимога до високої ефективності переносу заряду . Нові прилади були позбавлені цього недоліку , оскільки в них заряд , накопичений кожним пікселом , зчитується безпосередньо на вихід пристрою , що дозволяє різко зменшити розмазування кордонів у зображенні , покращуючи його якість.

Структура матриці ПЗІ наведена на рис. 19.12 .

Рис . 19.12 . Структура матриці фоточутливого приладу з зарядовим інжекцією ( ПЗІ )

Кожен елемент матриці складається з двох МОП- ємностей , одна з яких приєднана до горизонтальної шині , інша - до вертикальної . Всі еле ¬ ти ізольовані один від одного спеціальною областю , надійно предохра ¬ няющая накопичені заряди від розтікання .

передача кольору

Сама по собі ПЗС несе інформацію тільки про яскравість зображення , але не про його кольорі. Для того щоб отримати кольорове зображення , перед ПЗС розміщують спеціальні растрові світлофільтри . Число елементів в решітці фільтра повинно відповідати числу елементів матриці . Растровий світлофільтр виконується з урахуванням того , що основна компонента , що визначає яскравість відтвореного зображення , міститься у складовій , створюваної зеленими ділянками решітки . З цієї причини в растровій решітці , що складається з 3 -х кольорів - зеленого , синього і червоного , зеленою ділянкою виділяється половина площі решітки . Друга половина площі ПЗС ділиться порівну між червоними і синіми осередками ( рис. 19.13 ) .

Рис . 19.13 . Приклад растрового світлофільтру для отримання кольорового зображення

Оскільки піксель може представити тільки відтінок одного кольору , істинний колір обчислюється процесором на підставі інтерполяції відтінків сусідніх пікселів .

Інтерполяція , природно , кілька уповільнює формування кольорового зображення і веде до спотворення кольору і втрати дрібних деталей.

У 2002 р. корпорація Foveon випустила датчик , розроблений на основі нової революційної технології передачі кольору , розробленої компанією ХЗ . Суть нової технології полягає в тому , що кремній поглинає світлові хвилі різних довжин хвиль на різній глибині. Це дало можливість розміщувати фотодатчики на трьох рівнях таким чином , що на одному рівні сприймається тільки червоний колір , на іншому - зелений , а на третьому - синій ( рис. 19.14 ) . Але в масове виробництво він поки так і не пішов.