什麼是數位相機 (DSC)？
全稱 Digital Still Camera，非膠片相機，採用 CCD（電荷耦合元件） 或 CMOS（互補式金屬氧化物半導體） 為光電轉換元件，將影像以數位形式記錄於儲存媒體。
核心特性
- 即時成像：電子取像，即時於 LCD/電腦/電視顯示，可即時刪除失敗作。
- 電腦相容：影像傳輸至電腦經軟體編輯、列印、存檔、網路傳輸（E-mail）。
- 電信傳送：影像訊號轉電子訊號經網路傳遞。
基本結構與核心元件功能
| 元件 | 主要功能 |
|---|
| 鏡頭 | 聚焦光線至 CCD/CMOS；定焦機種位置固定，變焦機種具機械構前後移動維持聚焦平面 |
| CCD/CMOS 感光元件 | 將光學影像轉換為類比電訊號 |
| A/D 轉換器 | 類比訊號轉數位訊號，傳至影像處理單元 |
| DSP 數位訊號處理器 | 複雜數學運算（加減乘除積分）優化影像：白平衡、色彩平衡、Gamma 校正、銳化等 |
| 影像壓縮 (JPEG 編碼器) | 壓縮靜態影像為 JPEG 格式，節省儲存空間 |
| 總控電路 (MCU) | 協調測光、運算、曝光、閃光控制、拍攝邏輯；開機自檢各功能 |
工作原理六步驟
- 開機準備：MCU 自檢各單元，異常則蜂鳴/LCD 提示錯誤並停機；正常進入待機。
- 聚焦與測光：半按快門 → MCU 運算 TTL 測光、曝光控制、閃光控制 → CCD/CMOS 輸出電壓作為對焦訊號 → MCU 運算比較決定焦距、快門、光圈 → 驅動 AF/AE 機構聚焦。
- 影像擷取：全按快門 → CCD/CMOS 捕捉反射光，以 R/G/B 三原色像素儲存。
- 影像處理： A/D 轉換 → DSP 處理（白平衡、色彩校正、邊緣銳化） → 壓縮為 JPEG → 送儲存區合成完整影像。
- 影像儲存：壓縮後資料寫入儲存媒體（CF/SD/xD/記憶棒/微硬碟等）。
- 影像輸出：經輸出埠傳至電腦，軟體後製編輯、列印、上傳。
AE 與 AF 功能細節
- AE (自動曝光)：CCD 依亮度產生數位電壓 → DSP 運算 → MCU 尋找最佳快門/光圈組合 → 控制 AE 機構自動曝光。
- AF (自動對焦)：直接利用 CCD 輸出數位電壓作為對焦訊號 → MCU 運算比較 → 驅動鏡頭 AF 機構前後移動。
依感光元件分類
| 類別 | 特點 | 工作方式 |
|---|
| CCD 數位相機 | 中高階，畫質佳、雜訊低 | 1. 三片 CCD + 分光鏡分離 RGB；2. 單片 CCD + 每像素點上方鍍 RGB 濾色片（拜耳陣列） |
| CMOS 數位相機 | 低階，成本低、耗電少（約 CCD 1/10） | 易與 A/D、DSP、白平衡、控制電路整合單晶片；但解析力、色彩、動態捕捉能力目前仍遜於 CCD |
對焦系統
- 主動式：發射紅外線/超音波，依反射測距對焦。
- 被動式：不發射輻射，依成像對比度/相位差對焦（主流）。
結語
掌握數位相機核心架構、信號流向與關鍵元件功能，是進階維修與深度評測的基石。CCD 高畫質、CMOS 低功耗整合為兩大發展主軸，未來趨勢將向背照式 CMOS、堆疊式感測器演進。