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1、摄像头目录1、简介2、分类3、任务原理4、构造和组件5、技术目的一、简介1.0常规引见2.0技术引见一、简介1.0常规引见 摄像头(CAMERA)又称为电脑像机、电脑眼等，它作为一种视频入设备，在过去广泛地运用于视频会议、远程医疗、实时监控等方面。 近年以来，随着互联网技术的开展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的日渐成熟并大量用于摄像头的产品制造上，使得它们的价钱低到可以令普通老百姓可以接受消费程度。同时这两年摄像头被广泛运用于挪动通讯设备中，这样一来,更加促进了感光成像技术的进一步提高，如:30万像素，130万像素，200万像素，300万像素等。 一、简介2.0技术引见2.0 T
2、echnology of presentation 技术引见General Description 简介相机模块是一个为挪动运用而设计的传感器板模块，低功耗和小尺寸是非常重要的的。专有传感器技术采用先进的算法，取消固定方式噪声FPN ，消除拖尾景象，并大幅降低绽放。一切必需的相机功能是经过串行相机控制总线SCCB接口进展编程。该设备可以进展编程，以提供各种完全处置图像输出和编码。用途 电脑摄像头/双方式和蜂窝视频会议设备，机器视觉，平安照相机，生物识别，数码相机 二二. .分类分类 计算机算机组装、装、维护与与维修修模拟摄像头数字摄像头二、分类1.0DIGITAL CAMERA数字式 数字摄像
3、头是直接将摄像单元和视频捕捉单元集成在一同，然后经过串、并口或USB接口衔接到主系统上，如今CAMERA市场上的摄像头根本以数字式为主，而数字摄像头中又以新型数据传输接口的USB数字摄像头为主(独立)，在手机和电脑上主要是直接经过IO(BTB/USB/MINI)与主系统衔接，经过系统的编辑后以数字信号输出到显示器上显示。目前CAMERA市场上主流的CAMERA都是DIGITAL CAMERA。二、分类2.0SIMULANT CAMERA模拟式 模拟摄像头是将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其存储到系统内存里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必需经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成
4、数字方式，并加以紧缩后才可以转换到主系统上运用，经过系统的编辑，经过显示器显示和输出。三、任务原理1.0任务原理 摄像头的任务原理大致为:景物经过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器(SENSOR)外表上，然后转为电信号，经过A/D(模/数)转换后变成数字图像信号，再送到数字处置芯片(DSP)中加工处置，再经过I/O接口传输到电脑中进展处置后，再经过显示屏(DISPLAY)就可以看到图像了。任务原理方框图景物(SCE)图像传感器(SENSOR)数字信号处置芯片(DSP)电脑(PC)图像(PIC)LENSA/D(COMS无) I/O DISPLAY 主控的内部任务原理 4.摄像头的主要
5、构造和组件摄像头的主要构造和组件从摄像头的任务原理就可以列出摄像头的从摄像头的任务原理就可以列出摄像头的主要构造和组件：主要构造和组件：1、镜头、镜头2、感光芯片、感光芯片3、主控芯片、主控芯片4、电源。摄像头内部需求两种任务电压：、电源。摄像头内部需求两种任务电压：3.3V和和2.5V，因此好的摄像头内部电源也，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定任务的一个要素是保证摄像头稳定任务的一个要素主控芯片感光芯片电源镜头四、组件与构造1.0 LENS镜头镜头普通普通CAMERA的镜头构造是有几片透镜组成，分有塑胶透镜的镜头构造是有几片透镜组成，分有塑胶透镜(PLASTIC)和玻璃透镜和玻璃透镜
6、(GLASS),通常通常CAMERA 用的镜头构造有：用的镜头构造有：1P,2P,1G1P,1G3P,2G2P,4G等。透镜越多，本钱越高；玻璃透镜比塑胶透镜贵，但是玻等。透镜越多，本钱越高；玻璃透镜比塑胶透镜贵，但是玻璃透镜的成像效果比塑胶透镜的成像效果要好。目前市场上璃透镜的成像效果比塑胶透镜的成像效果要好。目前市场上针对针对MOBILE PHONE配置的配置的CAMERA 以以1G3P 1 片玻片玻璃透镜和璃透镜和3 片塑胶透镜组成为主，目的是降低本钱。片塑胶透镜组成为主，目的是降低本钱。四、组件与构造3017镜头(LENS)四、组件与构造CMOS传感器四、组件与构造7670传感器(SE
7、NSOR)四、组件与构造2.0 SENSOR 图象传感器图象传感器图像传感器图像传感器 SENSOR是一种半导体芯片，是一种半导体芯片，其外表包含有几十万到几百万的光电二极管。光电其外表包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管遭到光照射时，就会产生电荷。二极管遭到光照射时，就会产生电荷。目前的目前的SENSOR类型有两种：类型有两种： CCD Charge Couple Device)，电荷耦，电荷耦合器件合器件 CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物，互补金属氧化物 计算机算机组装、装、维护与与维修修Super CCD E
8、XR传感器 CMOS影像传感器影像传感器 四、组件与构造CCD 组组件与构造构造件与构造构造 CCD 构造普通分构造普通分为为三三层层：第一第一层层“LENSCAMERA的成像关的成像关键键在于在于SENSOR，为为了了扩扩展展CCD 的采光率必需的采光率必需扩扩展展单单一象素的受光面一象素的受光面积积，在提高采光率的同，在提高采光率的同时时会会导导致画面致画面质质量下降。量下降。LENS 就是相当于在就是相当于在SENSOR前面添加一副眼前面添加一副眼镜镜SENSOR的采光率就不是的采光率就不是由由SENSOR的开口面的开口面积积决决议议而是由而是由LENS 的外表的外表积积决决议议。第二第
9、二层层“ 分色分色滤滤色片色片目前分色目前分色滤滤色片有两种分色方法：色片有两种分色方法：A. RGB原色分色法，就是三原色分色法，几乎一切的人原色分色法，就是三原色分色法，几乎一切的人类类眼睛可以眼睛可以识别识别的的颜颜色都可以色都可以经过经过R.G.B 来来组组成，成， RGB 就是就是经过这经过这三个通道的三个通道的颜颜颜颜色色节节而成。而成。B. CMYK 补补色分色法，由四个通道的色分色法，由四个通道的颜颜色配合而成，分色配合而成，分别别是青是青 C 、洋、洋红红 M 、黄、黄 Y 、黑、黑 K ，但是，但是调调理出来的理出来的颜颜色不如色不如RGB 的的颜颜色多。色多。第三第三层层
10、“ 感光感光层层 SENSOR CCD 的第三的第三层层是是处处置芯片置芯片 SENSOR，SENSOR主要是将穿主要是将穿过滤过滤色色层层的光的光源源转换转换成成电电子信号，并将信号子信号，并将信号传传送到影像送到影像DSP ，将影像复原。，将影像复原。四、组件与构造CCD与CMOS的差别A. 总体比较CCD 的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是消费工艺复杂、本钱高、功耗高。CMOS 的优点是集成度高将AADC与讯号处置器整合，可以大幅减少体积 、功耗低、本钱低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。B. 成像效果在一样像素下CCD 的成像往往通透性、明锐度都很好，颜色复原、曝光可以
11、保证根本准确。CMOS 的产品往往通透性普通，对实物的颜色复原才干偏弱，曝光也都不太好。在采用CMOS 为感光元器件的产品中，经过采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘加强以及伽马矫正等先进的影像控制技术，完全可以到达与CCD 摄像头相媲美的效果。四、组件与构造C. 功耗比较功耗比较CCD 功耗比较高，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需求高压差改善传输功耗比较高，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需求高压差改善传输效果；另外由于效果；另外由于CCD 无法无法ADC和讯号处置器，导致需求运用和讯号处置器，导致需求运用34组电源。组电源。CMOS 功耗比较低，不到功耗
12、比较低，不到CCD 的的1/3 ，CMOS 影像传感器将每一画素影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前就将其放大，利用的电荷转换成电压，读取前就将其放大，利用 3.3V 的电源即可驱动，的电源即可驱动，只需求一组电源。只需求一组电源。四、组件与构造以GC0307传感器为例引见四、组件与构造2.外围电路阐明GC0307芯片只需求单电源供电，DVDD28 = 2.8V，其他电源VDD18，AVDD25 及数字参考电源 VREF 管脚在模组内部经过电容接地。不需求引出到模组衔接器。电源上加如图示 C1、C2、C3，C4 滤波电容，容值均为 0.1uF。电容摆放时尽量接近 Pin 脚。RESET
13、 pin 没有引出，由芯片内部控制。SBCL/SBDA pin 内部已有上拉电阻，系统板可以不加上拉电阻。四、组件与构造管脚阐明 :管脚号 称号 管脚类型 功能/阐明 A1 AVDD25 电源 模拟电路电压，内部产生，经过0.1F或1uF 的电容接地 A2 VREF 电源 数字参考电源，经过 0.1F 的电容接地 A3 SBDA 输入/出 串行通讯口数据线 A4 SBCL 输入 串行通讯口时钟线 A5 D7 输出 YUV/RGB 输出位7 B1 GND 电源 模拟/数字地B2 PWDN 输入 0：正常方式;1：省电方式B3 HSYNC 输出 HREF 输出B4 D6 输出 YUV/RGB 输出
14、位6 B5 D5 输出 YUV/RGB 输出位5 C1 VSYNC 输出 VSYNC 输出C2 D0 输出 YUV/RGB 输出位0 C3 D3 输出 YUV/RGB 输出位3 C4 D4 输出 YUV/RGB 输出位4 C5 PCLK 输出 Pixel 时钟输出D1 DVDD28 电源 主供电电源 2.8V，经过 0.1F 或 1uF 的电容接地D2 D1 输出 YUV/RGB 输出位1 D3 D2 输出 YUV/RGB 输出位2 D4 DVDD18 电源 数字电路电源，1.8V，内部产生，经过 0.1F或 1uF 的电容接地D5 IN_CLK 输入 系统时钟输入*D7:0 8 位 YUV
15、或 RGB 数据D7MSB， D0 LSB*Reset 内部拉高，外部没有 PIN 脚引出四、组件与构造运用技巧运用摄像头，尤其是采用CMOS 芯片的产品时就更应该注重技巧：A.不要在逆光环境下运用这点CCD 同，尤其不要直接指向太阳，否那么“ 放大镜烧蚂蚁 的惨剧就会发生在您的摄像头上。B.环境光线不要太弱，否那么直接影响成像质量。抑制这种困难有两种方法，一是加强周围亮度，二是选择要求最小照明度小的产品，如今有些摄像头曾经可以到达5lux 。要留意的是合理运用镜头变焦，不要小瞧这点，经过正确的调整，摄像头也同样可以拥有拍摄芯片的功能。受市场情况及市场开展等情况的限制，摄像头采用CCD 图像传
16、感器的厂商为数不多，主要缘由是采用CCD 图像传感器本钱高的影响。在MOBILE PHONE、电脑上运用的CAMREA还是以CMOS 为主，不仅是价钱而且体积也是影响在MOBILE PHONE上运用CCD CAMERA的另一缘由。传感器(SENSOR)的焊接与拆装: 普通焊接后的SENSOR要装配时,运用高温风筒350度均匀加热至焊锡熔化。切记:风筒不可固定在某一部位对吹!四、组件与构造A/D转换器转换器 A/D 转换器即转换器即ADC(Analog Digital Converter模拟数字转换器模拟数字转换器)ADC 的两个重要目的是转换速度和量化精度，由于的两个重要目的是转换速度和量化精
17、度，由于 CAMERA SYSTEM中中高分辨率图象的象素量庞大，因此对速度转换器的要求很高。同时量化精高分辨率图象的象素量庞大，因此对速度转换器的要求很高。同时量化精度对应的度对应的ADC 转换器将每一个象素的亮度和颜色值量化为假设干的等级，转换器将每一个象素的亮度和颜色值量化为假设干的等级，这个等级就是这个等级就是 CAMERA 的颜色深度。由于的颜色深度。由于 CMOS 曾经具备数字化传输接曾经具备数字化传输接口，所以不需求口，所以不需求A/D四、组件与构造数字信号数字信号处置芯片置芯片DSP :数字信号数字信号处置芯片置芯片DSP DIGITAL SIGNAL PROCESSING功能
18、：主要功能：主要是是经过一系列复一系列复杂的数学算法运算，的数学算法运算，对数字数字图像信号参数像信号参数进展展优化化处置，置，并把并把处置后的信号置后的信号经过USB 等接口等接口传到到PC 等等设备。DSP 构造框架构造框架:A. ISPimage signal processor镜像信号像信号处置器置器B. JPEG encoderJPEG 图像解像解码器器C. USB device controllerUSB 设备控制器控制器五、技术目的1.0 图图像像紧缩紧缩方式方式JPEG ：(joint photographic expert group) 静静态图态图像像紧缩紧缩方式。一种有方
19、式。一种有损图损图像的像的紧缩紧缩方式。方式。紧缩紧缩比越大，比越大，图图像像质质量也就越量也就越差。当差。当图图像精度要求不高存像精度要求不高存储储空空间间有限有限时时，可以，可以选择这选择这种格式。目前大部分数种格式。目前大部分数码码相机都运用相机都运用 JPEG 格式。格式。2.0图图像噪音像噪音指的是指的是图图像中的像中的杂杂点干点干挠挠。表表现为图现为图像中有固定的彩色像中有固定的彩色杂杂点。点。3.0视视角角与人的眼睛成像是相成原理，与人的眼睛成像是相成原理，简单说简单说就是成像范就是成像范围围。4.0白平衡白平衡处处置技置技术术 AWB 定定义义：要求在不同色温：要求在不同色温环
20、环境下，照白色的物体，屏幕中的境下，照白色的物体，屏幕中的图图像像应应也是白色的。也是白色的。 色温表示光色温表示光谱谱成份，光的成份，光的颜颜色。色温低表示色。色温低表示长长波光成分多。波光成分多。 当色温改当色温改动时动时，光源中三基色，光源中三基色 红红、绿绿、蓝蓝 的比例会的比例会发发生生变变化，需求化，需求调调理三基色理三基色的比例来到达彩色的平衡，的比例来到达彩色的平衡，这这就是白平衡就是白平衡调调理的理的实实践。践。 图图象象传传感器的感器的图图象数据被象数据被读读取后，系取后，系统统将将对对其其进进展展针对镜头针对镜头的的边缘边缘畸畸变变的运算修的运算修正，然后正，然后经过经过
21、坏像坏像处处置后被系置后被系统统送送进进去去进进展白平衡展白平衡处处置置 在不同的在不同的环环境光照下，境光照下，人人类类的眼睛可以把一些的眼睛可以把一些“白白 色的物体都看成白色，是由于人眼色的物体都看成白色，是由于人眼进进展了修正。但展了修正。但是是SENSOR没有没有这这种功能，因此需求种功能，因此需求对对SENSOR输输出的信号出的信号进进展一定的修正，展一定的修正，这这就是白平衡就是白平衡处处置技置技术术 。 五、技术目的5.0电电源源 摄摄像像头头内部需求两种任内部需求两种任务电压务电压： 3.3V 和和 2.5V ，因此好的，因此好的摄摄像像头头内部内部电电源源也是保也是保证摄证
22、摄像像头稳头稳定任定任务务的一个要素。的一个要素。6.0 彩色深度彩色深度 颜颜色位数色位数 反映反映对颜对颜色的色的识别识别才干和成像的才干和成像的颜颜色表色表现现才干，就是用多少位的二才干，就是用多少位的二进进制数制数字来字来记录记录三种原色。三种原色。 实实践就是践就是A/D 转换转换器的量化精度，是指将信号分成多少个等器的量化精度，是指将信号分成多少个等级级，常用，常用颜颜色色位数位数 bit 表示。彩色深度越高，表示。彩色深度越高，获获得的影像得的影像颜颜色就越色就越艳丽动艳丽动人。人。非非专业专业的的SENSOR普通是普通是24 位；位；专业专业型型SENSOR至少是至少是 36
23、位的。位的。24 位的位的SENSOR，感光，感光单单元能元能记录记录的光亮度的光亮度值值最多有最多有28=256 级级，每一种，每一种原色用一个原色用一个8 位的二位的二进进制数字来制数字来记录记录，最多，最多记录记录的的颜颜色是色是256 256 256 约约16 ，77 万种。万种。36 位的位的SENSOR，感光，感光单单元能元能记录记录的光亮度的光亮度值值最多有最多有212=4096级级，每一，每一种原色用一个种原色用一个12 位的二位的二进进制数字来制数字来记录记录，最多，最多记录记录的的颜颜色是色是4096 4096 4096 约约68.7 亿亿种。种。五、技术目的7.0输输出出
24、/输输入接口入接口(IO)串行接口串行接口 RS232/422 :传输传输速率慢，速率慢，为为115kbit/s并行接口并行接口 PP ：速率可以到达：速率可以到达1Mbit/s红红外接口外接口 IrDA ：速率也是：速率也是115kbit/s，普通笔，普通笔记记本本电脑电脑有此接有此接口口通用串行通用串行总线总线USB：即插即用的接口：即插即用的接口规规范，支持范，支持热热插拔。插拔。USB1.1速率可达速率可达12Mbit/s,USB2.0可达可达480bit/sIEEE4(火火线线)接口接口(亦称亦称ilink):其其传输传输速率可达速率可达100M400Mbit/s8.0 图图像格式像
25、格式(image Format/ Color space)RGB24,I420是目前最常用的两种是目前最常用的两种图图像格式。像格式。 RGB24 ：表示：表示R 、G、B 三种三种颜颜色各色色各色8bit ，最多可表，最多可表现现256 级浓级浓淡，从而可以再淡，从而可以再现现256*256*256 种种颜颜色。色。 I420 ：YUV 格式之一。格式之一。 其它格式有其它格式有: RGB565 ，RGB444 ，YUV4:2:2等。等。 五、技术目的9.0 分辨率分辨率 Resolution 我我们们通常所看到的分辨率都以乘法方式表通常所看到的分辨率都以乘法方式表现现的，比如的，比如 10
26、24*768 ，其中，其中“1024表示屏幕上程度方向表示屏幕上程度方向显显示的点数，示的点数，“768表示垂直方向的点数。表示垂直方向的点数。显显而易而易见见，所，所谓谓分辨率就是指画面的解析度，由多少象素构成数分辨率就是指画面的解析度，由多少象素构成数值值越大，越大，图图像也就越明晰。分辨率不像也就越明晰。分辨率不仅仅与与显显示尺寸有关，示尺寸有关，还还要受要受显显像管点距、像管点距、视视频带宽频带宽等要素的影响。等要素的影响。图图像解析度像解析度 /分辨率分辨率(Resolution)：SXGA 1280 x1024 又称又称130 万像素万像素XGA 1024 x768 又称又称80 万像素万像素SVGA 800 x600 又称又称50 万像素万像素VGA 640x480 又称又称30 万像素万像素 35 万是指万是指648X488 CIF(352x288)又称又称10 万像素万像素SIF/QVGA(320x240) QCIF(176x144) QSIF/QQVGA(160x120)谢谢观看！
