攝像頭的工作原理說明加電路圖

1、攝像頭的工作原理說明加電路圖隨著中國網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的發(fā)展（直接的說，電腦的外部環(huán)境的變化寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及），大家對電腦攝像頭的需求也就慢慢的加強。比如用他來處理一些網(wǎng)絡(luò)可視電話、視頻監(jiān)控、數(shù)碼攝影和影音處理等。話說回來，由于其的相對價格比較低廉（數(shù)碼攝象機、數(shù)碼照相機），技術(shù)含量不是太高，所以生產(chǎn)的廠家也就多了起來，中國IT市場就是如此，產(chǎn)品的質(zhì)量和指標也就有比較大的差距。 一、首先來看看感光材料 一般市場上的感光材料可以分為：CCD（電荷耦合）和CMOS（金屬氧化物）兩種。前一種的優(yōu)點是成像像素高，清晰度高，色彩還原系數(shù)高，經(jīng)常應(yīng)用在高檔次數(shù)碼攝像機、數(shù)碼照相機中，缺點是價格比較昂貴，耗功較大。后者

2、缺點正好和前者互普，價格相對低廉，耗功也較小，但是，在成像方面要差一些。如果你是需要效果好點的話，那么你就選購CCD元件的，但是你需要的￥就多一點了！ 二、像素也是一個關(guān)鍵指標 現(xiàn)在市面上主流產(chǎn)品像素一般在130萬左右，早些時候也出了一些10-30萬左右像素的產(chǎn)品，由于技術(shù)含量相對較低效果不是很好，不久就退出歷史舞臺了。這個時候也許有人會問，那是不是像素越高越好呢？從一般角度說是的。但是從另一個方面來看也就不是那么了，對于同一個畫面來說，像素高的產(chǎn)品他的解析圖象能力就更高，呵呵，那么你所需要的存儲器的容量就要很大了。不然我還是建議如果你選購的時候還是選購市面上比較主流的產(chǎn)品。畢竟將來如果出問題

3、了保修也比較好。 三、分辨率是大家談的比較多的問題 我想我沒有必要到這里說分辨率這個東東了，大家最熟悉的應(yīng)該就是： A：你的顯示器什么什么品牌的。分辨率可以上到多高，刷新率呢？ B：呵呵，還好了，我用在1024*768 ，設(shè)計的時候就用在1280*1024。玩游戲一般就800*600了。 但是攝像頭的分辨率可不完全等同于顯示器，切切的說，攝像頭分辨率就是攝像頭解析圖象的能力?，F(xiàn)在市面上較多的CMOS的一般在640*480，有是也會在800*600。但是如果是CCD的一般還要高些。 四、是攝像頭，當然也要比較攝像的效果 攝像頭的視頻捕獲能力是用戶最關(guān)心的了，目前電腦攝像頭所能夠捕捉都是通過軟件來

4、實現(xiàn)的，因此對電腦要求比較高，一般情況下640*480他的速度可以到達30幀/S，但當分辨率在320*240的狀態(tài)下，速度稍微一快點。因而，自己在選購是，可以按照自己的作用選擇一個合適自己的。 五、鏡頭是一個大問題 估計這么東東很多用戶在購買的時候會忽視掉，但這卻是攝像頭對光線的最重要部位。光圈的大小、鏡頭可調(diào)焦的范圍等等。一般按照材料分主要有3中，有玻璃鏡片；塑膠鏡片和化合物的，這里最好的要算是玻璃的，他的通光系數(shù)大，一般好的鏡頭他的通光口徑也會做的較大，在光線不是很好的時候也可以得到交好的效果，但是價格要高點（一分錢一分貨）。塑膠的通光要差點，但是價格便宜，就這點也得到了一些中低端用戶的認

5、可?；衔锏氖忻嫔喜皇呛芏?，這里就不做詳細介紹了。 六、其他數(shù)據(jù) 雖然說，現(xiàn)在的應(yīng)用程序比較多，自己也比較好找，但是一個名牌產(chǎn)品，他里面的東西都很到位，通常會有拍照、攝像、影像文件管理、設(shè)置，有的攝像頭帶有MIR功能，那么軟件方面還需要有音頻方面的設(shè)置。 再來看看接口方面，以前的攝像頭都是采用并口，但是隨著技術(shù)的進步，慢慢的被USB的接口給取代了，這里千萬提醒你一點，不要為了一點小利（￥）而放棄了USB接口的產(chǎn)品。畢竟并口退出歷史舞臺了小知識：攝像頭的鏡頭最好的是玻璃鏡頭，最便宜的是塑料鏡頭，最常見的是塑料與玻璃的混合鏡頭。塑料鏡頭透光率低，常用于低端攝像頭。主流的玻璃、塑料混合攝像頭一般是由

6、兩片玻璃鏡片和若干塑料鏡片組成。全玻璃鏡片通常有5片玻璃組成，透光率好。好的鏡頭鏡片上會有鍍膜以保證好的透光率。不過我們憑肉眼是不能判斷出鏡頭是由幾片玻璃或塑料鏡片構(gòu)成。要想知道為什么廠家不能自己把鏡頭做大，我們還得先來了解下攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。大部分去掉外殼的攝像頭，內(nèi)部都是一樣的由鏡頭、CMOS傳感器、PCB板和DSP控制芯片組成（圖4，有少數(shù)低價格攝像頭的CMOS傳感器和DSP控制芯片是整合的）。外面的景象通過鏡頭反映到CMOS上轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過A/D（模/數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號，再送到DSP控制芯片中加工處理，通過USB接口傳輸?shù)诫娔X中，最后我們就可以看到圖像了。 圖片:圖片1.j

7、pg其中CMOS、DSP都是由第三方廠家設(shè)計生產(chǎn)，我們稱其為“方案”。目前性價比最高的，采用得非常多的方案就是中星微ZC0301PLH+美光360的CMOS傳感器組成的（圖5）。當CMOS和DSP控制芯片定下來后，廠家會自己選擇最適合該方案的攝像頭，因為第三方廠家提供的是一個通用方案，很多廠家都可以用，因此采用的攝像頭大小基本也是相同的。圖片:圖片2.jpg  美光360 CMOS傳感器如果廠家特立獨行，非要自己采用不適合某種方案的鏡頭，不僅會造成成本的增加，在成像質(zhì)量上也不會有任何改觀。要有好的噱頭，當然也只能在鏡頭的最外面加一塊看似“大鏡頭”的塑料以混淆視聽。 so.b

8、itsCN.com網(wǎng)管資料庫任你搜 逗你玩的30幀/秒謊言：“影像捕捉速率：每秒30幀” “影像捕捉速率：每秒30幀”這句話本身沒有錯，問題就出在它沒有把話說完，如果是30萬像素的攝像頭，在分辨率為320×280的時候，能達到30幀/秒的速度，這個時候我們看圖像應(yīng)該是沒有明顯的延遲現(xiàn)象的。將分辨率調(diào)到30萬像素攝像頭能支持的最大分辨率640×480的時候，幀數(shù)也只有大約11幀/秒。 要保證攝像頭在高分辨率下也能有高的幀數(shù)，至少首先要滿足接口為USB2.0這個重要條件，就30萬像素的攝像頭而言，如果在640×480的分辨率下要達到30幀/秒，至少需要接口有

9、27Mbps的帶寬，而目前大多數(shù)的攝像頭采用的還是USB1.1接口，僅能提供12Mbps的帶寬。其次就算是攝像頭采用了USB2.0的接口，要用130萬像素的攝像頭在達1280×960的分辨率下達到30幀也是不現(xiàn)實的，因為現(xiàn)在攝像頭的硬件壓縮技術(shù)還沒發(fā)展到這個地步，也無法在主流的電腦上通過軟件進行實時地視頻壓縮。所以，每秒30幀的說法只是個來蒙蔽你眼睛的障眼法而已。 攝像頭的工作原理大致為：景物通過鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器（SENSOR）（*注1）表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片（DSP）（*注2）中加工

10、處理，再通過USB接口傳輸?shù)诫娔X中處理，通過顯示器就可以看到圖像了。工作原理篇：攝像頭（CAMERA）主要分數(shù)字攝像頭和模擬攝像頭兩種，模擬攝像頭即那種可以直接通過視頻接口（通常為S端子或AV端子）連接顯示設(shè)備（一般指電視機或監(jiān)視器）完成攝像功能的攝像頭，特點是模擬影像清晰而連貫，不受分辨率影響，模擬攝像頭以中低價位黑白攝像頭為主；而數(shù)字攝像頭可以直接捕捉影像并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在電腦里，其信號傳輸接口發(fā)展由早期的串口、并口發(fā)展到如今的USB2.0和IEEE1394火線接口，我們這里主要涉及的PC攝像頭，其主流就是指USB接口的數(shù)字攝像頭。注1：圖像傳感器（SENSOR）是一種半導(dǎo)體芯片，其表

11、面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極管。光電二極管受到光照射時，就會產(chǎn)生電荷。注2：數(shù)字信號處理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運算，對數(shù)字圖像信號參數(shù)進行優(yōu)化處理，并把處理后的信號通過USB等接口傳到PC等設(shè)備。攝像頭，像眼球了解攝像頭，首先就要了解它的工作原理。為了方便大家理解，我們拿人的眼睛來打個比方。當光線照射景物，景物上的光線反射通過人的晶狀體聚焦，在視網(wǎng)膜上就可以形成圖像，然后視網(wǎng)膜的神經(jīng)感知到圖像將信息傳到大腦，我們就能看見東西了。攝像頭成像的原理和這個過程非常相似，光線照射景物，景物上的光線反射通過鏡頭聚焦，CMO

12、S就會感知到圖像。圖像信息通過PCB板傳到攝像頭的“大腦”DSP芯片，經(jīng)過芯片處理后的信息經(jīng)過USB線傳輸就讓我們看見攝像頭“看見”的物體了。圖片:圖片3.jpg                            眼球結(jié)構(gòu)圖從這個工作過程，我們可以分析出攝像頭幾個關(guān)鍵部分：鏡頭、CMOS、DSP芯片。所以我們在購買時也應(yīng)該注

13、意這幾個點。鏡頭分為塑料、玻璃、玻璃塑料混合三種，玻璃的透光度最佳，但成本也高，一般來說玻璃攝像頭會鍍膜以增加亮度；而塑料和玻璃塑料混合則不會鍍膜，為的是減少成本。COMS和DSP芯片搭配我們稱之為方案，中星微的DSP芯片市場占有量相當大，性能和質(zhì)量都也被大家所認可，CMOS方面則以鎂光的為主，而且大多數(shù)方案都是經(jīng)過測試，制定好了的，所以大家挑選時只注意一下芯片品牌就可以了。小知識：我們常說的攝像頭傳感器相當于傳統(tǒng)相機的膠片，傳感器是攝像頭的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)，它是一種用來接收通過鏡頭的光線，并且將這些光信號轉(zhuǎn)換成為電信號的裝置。目前攝像頭的核心成像部件有兩種：一種是CMOS（互補金屬氧化

14、物導(dǎo)體）器件，多用在攝像頭上，另一種是CCD（電荷藕合）元件，多見于數(shù)碼相機中。免驅(qū)在手，懶人不愁有人會問：“免驅(qū)、免驅(qū)就是免去驅(qū)動吧？”不準確。嚴格來說免驅(qū)并不是真正不需要驅(qū)動，只是驅(qū)動程序不用自己去安裝罷了。要實現(xiàn)免驅(qū)，需要攝像頭和操作系統(tǒng)達成某個協(xié)議，協(xié)議早就準備妥當，它叫UVC即USB Video Class，是USB組織定義的視頻設(shè)備類標準協(xié)議。Windows XP SP2以上操作系統(tǒng)也支持這個協(xié)議，實現(xiàn)免驅(qū)只需要廠家做出滿足這個協(xié)議的攝像頭就可以了。所以攝像頭免驅(qū)功能出現(xiàn)也有點萬事俱備，只欠東風(fēng)的味道。另外，市場上也有一些冒充“免驅(qū)”的產(chǎn)品，它們只能在Windows Vista系統(tǒng)

15、下實現(xiàn)無驅(qū)，而在其他Windows系統(tǒng)下仍然需要安裝驅(qū)動。這些產(chǎn)品只是利用了更新的操作系統(tǒng)支持更多的硬件這一特點來實現(xiàn)“免驅(qū)”，不是真正通過支持UVC協(xié)議來實現(xiàn)的。亮度不足，背光補我們在使用攝像頭時，常常會覺得畫面中的自己不夠亮，美麗指數(shù)大跌。為了還我“亮”色，廠家們也就開發(fā)出了背光補償功能。背光補償有效地彌補了攝像頭在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。為了解釋背光補償，我們還是用眼睛的例子吧，光線越充足,我們看東西很容易看清楚，因此所需的看清物體所需時間越短；光線不足的狀況下,我們看東西就很費力，因此所需的時間就越長，這里指的時間，專業(yè)點就是曝光時間。攝像頭方面也很類似，當外界光線較弱時,CMOS成像芯片工作電流較小,所成圖像偏暗,這時就要讓攝像頭多“看”一會兒（增加曝光時間）達到背光補償?shù)男Ч?；同理，光線充足或較強時,要適當減少曝光時間,防止曝