数码相机的测光原理

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数码相机的测光原理

能够对光产生回应和敏感的不只是眼睛。对于摄影师来说，幸运的是人类可以使用多种化学物质和矿物质相结合的新物质来对光线的触击产生感觉和回应并产生电流。这对于摄影师来说是一件好事，因为那些没有生命的感光传感器对光的敏感性和精确性(在测光的时候)极大地超过了人类肉眼的能力。在这之前，照片的曝光是一项需要猜测加经验的工作。现在，相机采用分子感光技术使摄影师能够选择创作需要的光量，对于20世纪的摄影师来说，这实在是一件无法想像的事情。

即便是非常精确的曝光系统，它也是由一种被称为光敏单元的细小装置组成的。它是一种晶体管或半导体的特殊形态，因为在特定的情况下，它既扮演传导电流(导体)的角色，又扮演阻隔的角色。

光线穿过一层很薄的玻璃和一层金属网格。金属网格组成了两个连接光敏单元和测光电圈的负极电接点。金属网格必须有充足的打开量，从而使光线能触击到位于其下的光敏单元，但是金属网格必须要足够的坚固能够承受住光敏单元所产生的电流。与负极电接点相对的并且表面覆盖有一层金属的光电管二极管的是正极电接点。

光线穿过一层覆盖有防反射胶片的玻璃并射入一层与硼相融合的P型硅层。P型硅层的厚度小于1微米(百万分之一米)。这一特殊的厚度使得光敏单元能够对可见光产生反应。

光线中的较长光波穿过P型硅层进入位于光敏单元对面的N型硅层。随后，光线会继续穿过位于P型硅层和N型硅层交汇处的耗尽层。

在光线触击到光敏单元之前，在三层硅层之中的电子处于同步状态。当一个电子在硅原子中被破裂时，另外的电子就会占据它的位置，这就像一个食客由于没有吃饱所以他会拼命地挤向吃饭的桌子一样。当光线进入硅质层时，光线会加强电子的能量，所以大多数电子都会被能量抬起来，这就像很多食客由于吃了变质的食品后身体不适而迅速离开的情形一样。他们突然的离开留出了很多空位，这些空位在半导体术语中被称为空穴。

耗尽层的电场把电子推出P型硅层并将它们加速推进N型硅层。N型硅层会反方向(P型硅层的方向)移动空穴。

这一系列的活动引起了正极电接点和电荷的不平衡。如果正极电接点和负极电接点相对于与电圈相连的光敏单元的方向的话，电子就会被关进N型硅层并迅速穿过电圈与空穴相结合，从而产生一股电流，这就是所谓的光电效应。

在老式相机的测光表中，电流穿过电磁石，它会移动装置上的一根金属指针，指针会根据电流(由光能转化而成的电能)的大小在装置上移动适当的距离。摄影师根据指针的指示来判断光量并相应地设定曝光值。

现在，电流会通过一个叫做A/D转换器或称之为ADC(模拟数字转换器)的器件(以下统称为A/D转换器)。它是将模拟电信号转换为数字电信号的器件，相机的曝光系统和微处理器会根据数字电信号来自动地设定曝光值。

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