工程師電子制作故事：神級(jí)數(shù)碼相機(jī)DIY設(shè)計(jì)

　　數(shù)碼相機(jī)都白菜價(jià)了？現(xiàn)在白菜都快趕上房?jī)r(jià)了！所以，立志要成為德藝雙馨攝影大師的，無(wú)論普通、文藝還是二逼的青年攝影師們，我們還是自己動(dòng)手吧！

　　DIYer：ChaN

　　制作時(shí)間：半個(gè)月

　　制作難度：★★★★☆

　　GEEK指數(shù)：★★★★★

　　線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)是數(shù)碼相機(jī)的一種。這種相機(jī)一般在各種機(jī)器中作為組成部分發(fā)揮作用，一般來(lái)說(shuō)不容易在實(shí)際生活中獨(dú)立見(jiàn)到。這個(gè)制作能幫助你DIY并且進(jìn)一步了解線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)。

　　線(xiàn)性CCD傳感器（Charge-coupled Device line sensor，線(xiàn)性電荷耦合傳感器）是線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)中最為重要的部分。我十多年前就在電子城中買(mǎi)下了它。但是想要制作一臺(tái)小體積的便攜線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)有些困難，電路部分需要高性能的微處理器和大容量存儲(chǔ)器，在當(dāng)時(shí)一般的個(gè)人制作對(duì)這些昂貴的高級(jí)貨只能敬而遠(yuǎn)之。于是它被我扔到一個(gè)破爛盒子里，連我自己都幾乎忘記了。

　　十年的時(shí)間之后，拜飛速發(fā)展的半導(dǎo)體工業(yè)所賜，芯片們的價(jià)格終于降到了可以接受的地步?，F(xiàn)在即使是入門(mén)的新手也能隨意享受到32位的微處理器和海量的存儲(chǔ)卡，所以我依靠最新的技術(shù)重新開(kāi)始了這個(gè)項(xiàng)目！

　　1、線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)

　　1.1、相機(jī)原理

　　普通平面相機(jī)和線(xiàn)性相機(jī)的比較

　　線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)是數(shù)碼相機(jī)的一種，它使用線(xiàn)性CCD傳感器（一維CCD器件）作為圖像傳感器。普通的數(shù)碼相機(jī)用一個(gè)平面CCD器件（二維CCD器件）捕捉焦平面上的圖像，獲取的圖案是一個(gè)二維的平面。而對(duì)線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)來(lái)說(shuō)，它所獲取的圖案是一條一維的線(xiàn)！

　　即使每次獲得的圖像只有一條線(xiàn)，線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)還是有能力獲得完整的圖像。在制作一臺(tái)線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)時(shí)，需要不斷移動(dòng)相機(jī)或者被攝物——這樣每次獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)被存儲(chǔ)在內(nèi)存里，并最終像織布一樣一條線(xiàn)一條線(xiàn)地拼湊成完整的圖像。

　　在過(guò)去的膠片時(shí)代有一種狹縫相機(jī)。它和這里說(shuō)的線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)類(lèi)似，通過(guò)一條窄縫（一維的窗口）成像，拼合一維圖像獲取完整的二維圖像。

　　1.2、功能應(yīng)用

　　線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)具有下面這些功能：

　?。?高分辨率。即使便宜的傳感器也能做到10000點(diǎn)以上的分辨率。

　?。?簡(jiǎn)單緊湊的光學(xué)系統(tǒng)。不需要掃描桌。

　?。?對(duì)物體的尺寸和長(zhǎng)度沒(méi)有限制，對(duì)很長(zhǎng)的物體也能正確成像。

　　由于這些功能，線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)在很多地方得到了廣泛應(yīng)用，你可以在許多重要的設(shè)備上發(fā)現(xiàn)它們。比如：

　?。?復(fù)印機(jī)

　　－ 圖像掃描儀

　?。?傳真機(jī)

　　－ 機(jī)器視覺(jué)（檢查長(zhǎng)形物體）

　?。?衛(wèi)星（比如拍下google地圖的那些）

　?。?終點(diǎn)攝影（體育比賽）

　　2、硬件構(gòu)成

　　2.1、功能模塊

　　上圖展示了構(gòu)成線(xiàn)性?huà)呙柘鄼C(jī)的各個(gè)功能模塊。線(xiàn)性CCD傳感器將收集的光感信息傳遞到AD（模擬-數(shù)字）轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，然后以數(shù)字信號(hào)形式輸入控制器。這些數(shù)據(jù)可以顯示在顯示屏上，或者傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器里。掃描的頻率在500線(xiàn)每秒到2000線(xiàn)每秒之間可調(diào)，視CCD器件的種類(lèi)而定。

　　電路部分被分成三大部分，每塊之間通過(guò)柔性印刷電路排線(xiàn)相連。我經(jīng)常不使用定制的PCB因?yàn)樗鼈兲F而且沒(méi)有DIY精神，設(shè)計(jì)麻煩，之后有改動(dòng)也麻煩。這種一次性的制作在洞洞板上相機(jī)行事最好了。

　　這是何等的飛線(xiàn)功力……