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1、NB Camera基本架构NB Camera基本原理制作:左正权?电源（5伏&3.3伏）? Lens（镜头）? Sensor（彩色滤光片&感光元件）? DSP（数字信息处理器）? Flash&EEPROM（存储芯片）? USB Communication port（通信端口）NB Camera实物图lenspowerFlashsensorDSPcrystalConn ector典型NB Camera架构Serial Flash/EEPROMILensSensorLen s/Se nsorDSPNBD)byFoxitSoftwareCornpany. 2K |OS 2S3S83 mua4 一 s
2、oEOJlueo03933SBSi L uydRrts电 X Power）作用:主要将电脑USB端5伏转换成3.3伏&2.8伏&4.8伏 （内核），也有电脑USB端直接提供3.3伏，然后转换成2.8伏&1.8伏（内核），滤除杂讯，从而为感光元件 （Sensor）,数字信息处理器（DSP）及存储芯片（Flash, EEPROM）提供工作电压。U4VDDO SENAPEE66SJJ4-2341F甘 VOC18 4.7UEZZDGND：1E W02R-NK：17SAGlMD1UF47UFJ4O2C-N1 C6C3C-N1DGND DGNDCamera Lens（镜头）镜头是相机中最重要的部件，它质量
3、好坏 直接影响到拍摄成像的质量。镜头是由Lens and Holder等组成，Lens由 多层凸透镜,凹透镜等组成，IRCut可安装 在 Lens 或 H older 内。作用：接收被摄物体的反射光线，滤除不 必要的光线（如：红外线，紫外线会影响色偏），经透镜聚焦至感光器件表面。Lens（镜旬组成 X感光器件(Sensor)感光元件是相机的核心元件，也是最关键 的技术，它利用光电二极管感受入射光的 强弱转化为相应强弱的模拟电信号。感光元件分两类：一、电荷耦合器件 (CCD)；二、互补金属氧化物半导件器件 (CMOS) o感光器件实物图CCDCMOSCMOS感光器件实物图解Flgiur* 1Sv
4、nsor Div-AnafoQ Signal PrOfretHniiCMOS Imvgv Sms-or let豺pmhrd Circuit Archilctd&Aruita)g-Lo-tMQi 1al Convc-r&iGftCloci? controlCCD与CMOS区另U一、结构差异：CCD(Charge Coupled Deivce)由许多感光 二极管及控制电荷存储单元和最终输出放 大器构成。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)由许多感光二极管及周边 放大器，模数车壬换器和输出缓冲器构成。1、数据传输差异:CCD数据传输以行为单位，即
5、每个感光元件将经 自身光电转换来模拟电信号真接输运至下一个感 光兀彳牛的診福童兀孔 结合该感丸兀件商模拟电 信号后，再输送给下一个感光元件的存储单元中， 依次类推，直至结含最后一个感光元件的模拟电 信号才能统一输出放大。CMOS数据传输以一个像素为单位，即每个感光鶴蠶腿豔转换来模拟电信号直接放大并可以发结构及传输方式图商阵甲CCDBJ像啊縛器输岀串行討忡方向CMOSASS轴出銀冲CMOS感光元件电路模块兰e qimage output interfaceconCrol register bankoDVPu_/ DATA|9：0lSCCBslaveinterfacetiming generato
6、rand system control logic774O_DS_2_19 Q O O s inV出y 9NAS N_zlsNOMdwx1、灵敏度差异:CCD的每个像素由一个感光二极管和控制 电荷存储单元构成，而CMOS的每个像素 由三或四个晶体管和一个感光二极管构成,CCD每个像素的感光区域的面积远大于 CMOS每个像素的感光区域的面积。因此, 在相同尺寸的情况下，CCD的灵敏度要高 于CMOS的灵敏度，同时CCD的分辨率也四、成本差异:CCD和CMOS制作工艺不同，CMOS传感器 采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可 以轻易将周边电路(如AGC , CDS , Timing Gene
7、rator或DSP等)集成到传感器内部，可以 节省外围芯片成本，除此之外，由于CCD传输方式的缺陷，同一排中只要有一个像素不能传 送数据，造成整排无法使用，因此，CCD成品 率远低于CMOS成品率，故CCD成本高。五、噪声差异:由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路, 目前技术很难让每个放大器所得到的结果 保持一致，因此与只有一个放大器放在芯 片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器界趙之豔氟縣之辭矗漏干六、电源及功耗差异:CCD传感器大多需要三组电源供电耗电量大。CMOS传感器只需一组电源供电，耗电量小，仅为 CCD传感器的1/8-1/10 , CMOS传
8、感器在节能方 面具有很大优势。CMOS传感器为主动式采集，感光二极管所产生 的电荷会直接由晶体管放大输出，但CCD传感器为被动式采集，需外加电压让每个像素中的电荷 移动，因此，CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外（需外加Power IC）,高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。 综上所述，CCD传感器在灵敏度、分辨率、 噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而 CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及 高集成度的特点。不过，随着CCD与CMOS 传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小 的态势。彩色滤光片由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩 信息，因此CCD/CMOS
9、传感器必须在感光元件上 方覆盖彩色滤光片。在这方面，不同的传感器厂 商有不同的解决方案，最常用的做法是覆盖RGB 红绿蓝三色滤光片，以仁2： 1的组合由四个像采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。而 Sony的四色CCD技术则将其中的一个绿色滤光片 换成翡翠绿色（英文Emerald,肴些媒体称为E通 道），由此组成新的R、G、B、E四色方案。滤光片图Bayer Color Filter Mosaic Array and Underlying PhotodiodesoaauFigure 2DSP(数字信号处理器)DSP(Digital Signal Processing)是一门涉及 许多学科并
10、广泛应用于许多领域的新兴学科。 随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信 号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数 字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转 换或提取信息，来处理以二进制编制排序的 数字信号。DSP主要特点(1) 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次 加法；(2) 程序和数据空间分开，可以同时访问指 令和数据；(3) 片内具有快速RAM,通常可通过独立的数 据总线在两块中同时访问；(4) 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件DSP主要特点（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址 产生器；（7）可以并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和
11、执 行等操作可以重叠执行。图像处理之DSP摄像领域的DSP主要用来对感光片传送过 来的图像数字信号进行识别、重新逻辑、 修改、整理，图像色彩进行处理，图像进 行压缩与传输，图像增强等；同时与感光 器件，存储芯片，USB Controller行相互 之间资源分配及协调工作。SONIXSN9C260 架构serial flash (typical 64 KB)GPIOGPIOPin#1Nor-flash (typical 64 KB)CMOS sensor存储芯片籍芯裳辭魏蔬琵醜燿臨制产品的較体程岸及Sensor与DSP相关信息。VDEC ASICSFCSEhSft 7IC1DSF SCK5Sf
12、S O70.1 UF4Ck2C-N1GSn VCC DO HOLD# WF中 SCL K GND SIMX2ELS12TSSCP8-M1 VDDD：?_ DGUSB通讯端口USB通讯端口通过Note Book给Camera提 供工作电压，为DSP与Note Book之间信号通 讯的桥梁。IISHGNDIIL1DPSHGNDV8DD-ASICBlGCBN1608K-3000603R-N1-=-DGND DGNDL+12I0402R-N1C2 II, DGND yiuF I0402C-N1 NC e DGNDO D- USB3.3V Shielding NCCES 88460-0701aCON.88460.0701.7P.DGNDHi-DGND0603C-N1MCF1012-900C5C6 LTCM1210-N2ZZ=NA-5P _NA/5P0402C-N0402C-N1DGNDUSB CONN.Thanks
