摄像头硬件组成模块

Posted 2021-02-17 wujianming-110117

摄像头硬件组成模块

一．概述

摄像头可分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。数字摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB数字摄像头为主，市场上可见的大部分都是这种产品。除此之外还有一种与视频采集卡配合使用的产品，但还不是主流。由于个人电脑的迅速普及，模拟摄像头的整体成本较高，而且不能满足BSV液晶拼接屏接口等原因，USB接口的传输速度远远高于串口、并口的速度，因此市场USB接口的数字摄像头。模拟摄像头可和视频采集卡或者USB视频采集卡配套使用，很方便的跟电脑连接使用，典型应用是一般的录像监控。洁净区摄像头，洁净区嵌入式专用摄像头是针对洁净区无尘室重要设备关键岗位实时监控的专用摄像头。该摄像头纯平面板，嵌入彩钢板安装，零卫生死角，清洁方便，安装便捷，能快速多点布控，兼容主流视频系统

1、镜头（LENS）：透镜结构，由几片透镜组成,有塑胶透e68a84e79fa5e9819331333431373837镜（Plastic）或玻璃透镜（Glass）。

2、图像传感器：CCD（charge-coupled device）电荷耦合器件、CMOS（complementary metal oxide semiconductor）互补金属氧化物半导体。

3、电源：摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，最新工艺芯片有用到1.8V。

摄像头（CAMERA）主要分数字摄像头和模拟摄像头两种，模拟摄像头即那种可以直接通过视频接口（通常为S端子或AV端子）连接显示设备（一般指电视机或监视器）完成摄像功能的摄像头，特点是模拟影像清晰而连贯，不受分辨率影响，模拟摄像头以中低价位黑白摄像头为主。

而数字摄像头可以直接捕捉影像并转换为数字信号存储在电脑里，其信号传输接口发展由早期的串口并口发展到如今的USB2.0和IEEE1394火线接口，我们这里主要涉及的PC摄像头，其主流就是指USB接口的数字摄像头。

图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管光电二极管受到光照射时，就会产生电荷注；数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。

二．从摄像头的组成来看决定一个摄像头的品质从硬件上来说主要是：

1、 镜头（LENS）

镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头，成像效果就相对塑胶镜头会好。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头（即：1P、2P、1G1P、1G2P等）。

2、 图像传感器（SENSOR）

图像传感器分为两类：CCD（charge couple device） ：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 CCD的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。 CMOS的优点是集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。 在相同像素下CCD的成像往往通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好。所以我们在使用摄像头，尤其是采用CMOS芯片的产品时就更应该注重技巧： 首先不要在逆光环境下使用（这点CCD同），尤其不要直接指向太阳，否则“放大镜烧蚂蚁”的惨剧就会发生在您的摄像头上。 其次环境光线不要太弱，否则直接影响成像质量。克服这种困难有两种办法，一是加强周围亮度，二是选择要求最小照明度小的产品，现在有些摄像头已经可以达到5lux。最后要注意的是合理使用镜头变焦，不要小瞧这点，通过正确的调整，摄像头也同样可以拥有拍摄芯片的功能。 目前，市场销售的数码摄像头中，基本是CCD和CMOS平分秋色。在采e799bee5baa6e997aee7ad94e59b9ee7ad9431333332636338用CMOS为感光元器件的产品中，通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、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术，完全可以达到与CCD摄像头相媲美的效果。 受市场情况及市场发展等情况的限制，摄像头采用CCD图像传感器的厂商为数不多，主要原因是采用CCD图像传感器成本高的影响。

3、 数字信号处理芯片（DSP）

在DSP的选择上，是根据摄像头成本、市场接受程度来进行确定。现在DSP厂商在设计、生产DSP的技术已经逐渐成熟，在各项技术指标上相差不是很大，只是有些DSP在细微的环节及驱动程序要进行进一步改进。

4、 图像解析度/分辨率(Resolution)

摄像头的图像解析度/分辨率也就是我们常说的多少像素的摄像头，在实际应用中，摄像头的像素越高，拍摄出来的图像品质就越好，但另一方面也并不是像素越高越好，对于同一画面，像素越高的产品它的解析图像的能力也越强，但相对它记录的数据量也会大得多，所以对存储设备的要求也就高得多，因而在选择时宜采用当前的主流产品。由于受到摄像头价格、电脑硬件、成像效果等因素的影响，现在市面上的摄像头基本在30万像素这个档次上进行销售。 还有就是由于CMOS成像效果在高像素上并不理想，因此统治高像素摄像头的市场仍然是CCD摄像头。值得注意的一点：有些分辨

Sensor与模组

OTP = One Time Programming. 是存放在SoC 可写的储存位置 大部分是提供给工厂或是初值设定。 不同的Sensor 可能有不同的寄存器设定，此时就可load OPT 设定值进行工作。

ccm模组产自模组厂。 set,ov是感光芯片厂家，只做芯片，就是camera sensor。 另外，手机上的camera模组，结构组成不是只有sensor和lens。 主要包括 镜头， 镜座（用来固定镜头，一般镜座与镜头通过螺纹配合，可达到固定与调焦的双重作用.)，fpc/pcb（就是线路板，sensor贴片在线路板上）， 不锈钢补强（对线路板起一个结构固定作用，在板子背面）， 连接器（用来与手机主板连接） camera模组构造相对简单，但是亦涉及到结构，光学，电子多门学科。