柯达光电相机:世界上第一部数码单反相机

发布时间:2020-01-10 11:45 作者:Camily 文章来源: 本站
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光电相机是由柯达公司根据美国政府1987年和1988年的合同设计和制作而成的。柯达微电子技术部(MTD)于1986年宣布推出第一款百万像素CCD。

柯达光电相机:世界上第一部数码单反相机

1987年,一位政府客户要求柯达的联邦系统部门(FSD)围绕新的CCD构建一部原型相机。这是一个非常小的团队完成的工程项目。Ken Cupery是项目经理,摄影师Jim McGarvey是首席工程师。MTD工程师Bill Toohey设计了CCD模拟电路,技术人员Tom McCarthy组装了整个系统。

相机的用途是不引人注目的。为了掩盖这个装置的不寻常之处,制作团队在一个标准的35mm相机机身背安装了一个小的CCD,并将大部分系统塞进一个盒子里,这个盒子可以放在一个普通的随身背的相机包里。连接的35mm相机和CCD的带状电缆很薄,可以穿进包的背带里。

这个项目导致了柯达向政府客户销售Hawkeye II相机。然后在1991年,柯达又研发出商用专业数码相机系统和DCS系列相机。直到1999年,尼康推出了D1相机,才有其它公司推出了商用单反相机。

摄影师Jim McGarvey表示,他不知道这台相机现在是否还存在。当时他亲自送到客户的办公室,就再也没看到过了,也许它还藏在某个秘密储藏室里。

柯达光电相机:世界上第一部数码单反相机

Jim表示,客户更喜欢佳能胶卷相机外观,所以他选择了美观耐用的新款F-1机身。可拆卸的机背很容易更改,以便将新的CCD装回原处。后壳是用实心铝块磨出来的。背面中央的三个小螺丝用来调整CCD的焦平面,取景器左侧的三个LED可指示数码系统的状态。

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原来的胶片压片板已经拆卸下来了,然后为安装新零部件在机背上打了孔。CCD周围的平板是一块铝块加工而成的“桌子”。它被它和门之间的弹簧压在膜轨上。“桌腿”穿过外门,支撑着后壳。

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背面的电路板容纳了需要靠近CCD的模拟电路:时钟驱动器、相关双采样保持和输出放大器。模拟视频通过电缆传输到肩包中的A/D转换器。CCD被氧化成热电(Peltier)冷却器,以冷却芯片以获得较低的暗电流。冷却器被环氧树脂连接到一块附着在后壳上的铜来散热。

理想的情况下,冷却器直接放在芯片下面的封装中,但这对这个原型相机来说太昂贵了。但冷却意味着窗口可能会起雾或结霜。最左边的白色和金色组件是一个湿度传感器,允许系统将窗口温度保持在露点以上。结果是有限的冷却和一个不利的改善暗电流。

从后面右端引出的电缆通向F-1机身的电池舱。主体电源由主系统电池提供,并监测电流以确定快门何时打开和关闭。这个方案是Jim为这个非常新颖的产品唯一费心获得的专利.

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那个看起来很酷的黑盒子里装着大部分的电子设备,一个3.5英寸100兆字节的硬盘用来存储图像,还有一个巨大的铅酸摄像机电池。为了给电池和图像数据充电,Jim设计了世界上第一个与相机配套的数码相机底座。当黑盒子被插入底座时,电池被充电,通过一个Exabyte驱动器,图像数据被自动复制到一个8mm的录像带(当然是数码形式)上。停靠单元顶部的灰色连接器带有SCSI总线和电源。

系统上任何地方都没有图像显示,因此必须将8mm录像带拿到另一个装备Exabyte驱动器的计算机上,并读取存储为原始、未压缩tar文件的图像。这个小小的字母LCD屏确实提供了一个粗糙的8条柱状图来帮助调整曝光量,甚至还有一个1像素的点式测光表,可以对图像进行扫描,查看图像的明暗位置。

下图就是加了底座的设备,其重量相当于当今4至5台笔记本电脑的重量。

柯达光电相机:世界上第一部数码单反相机

光电相机是一个政府项目,所以Jim想让它表现出色,于是去寻找一些军事方面的拍摄对象。

下图是Jim使用光电相机拍摄的唯一一张样图。

柯达光电相机:世界上第一部数码单反相机

它是从1988年制作的8×10热印品上扫描出来的,所以不能很好地反映相机的真实图像质量。卡车和栅栏上有一些轻微的磨损痕迹,然而真实情景中并不存在,右边缘的细斜线是数字噪点。不过,它也不是一张很糟糕的样图。

固件是用Intel的专有语言PL/M编写的,CPU是Intel 80C196 16位微控制器。KAF1400 CCD的数据表显示其奇数像素尺寸为1340 x 1037,4:3的纵横比。

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下面的方框图显示了电子学的主要特点。来自传感器的模拟视频到达视频处理器,其中包括一个对数放大器,以充分利用10位A/D转换器的分辨率。Jim用4个CA3318 CMOS 8位闪存转换器制作了10位转换器,12位flash转换器可以在10兆赫下运行,但太耗电和昂贵了。

图像先送到DRAM。10兆字节的DRAM存储库可以存储6幅图像,但在连接F-1马达驱动的情况下,可以以每秒5帧的速度捕获这些图像。硬盘可以容纳60幅图像。DRAM和硬盘的图像计数都显示在LCD状态上。

Jim想他是在Macintosh Plus上用MacPaint绘制了方框图。以下是主电路板的布局图。示意图的第一页显示了CCD的背面电路。

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其余的示意图都是手工绘制的,对于这样一个历史性的项目来说,Jim觉得相当粗糙。

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