摄像头采样是图形,图像采样,存储的前端设备。在当今社会中, 已经很少使用传统的胶片进行图形,图像的存储了。 绝大部分的摄像头都是采用光电转换的方式进行数字化存储。目前的摄像头(camera)一般由一下几个部分组成:
1)外部光线 进入镜头(lens)->
2)镜头聚焦光线到图像传感器上 ->
3)经过图像传感器上的光电转换工艺,将光信号转换为电信号(CCD, CMOS 工艺) ,同时做电信号的降噪,放大等->
4)电信号进入数字信号处理模块,数字处理模块(DSP)进行相应的图像处理,包括RGB <- > YUV, 图像压缩,格式输出等。
5)芯片控制逻辑用来控制整个摄像头芯片的相关参数,包括图像色彩控制,图像分辨率控制, 采样时钟控制,pin 的输出格式等
镜头(lens):
物理器件,一般由塑胶透镜或者是玻璃透镜组成一组 镜头组。
- Plastic :塑胶透镜
- Glass : 玻璃透镜
摄像头镜头组的结构有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P … 等。透镜组合越多,成本越高,相对成像效果会更出色。
从成本上看,塑胶透镜相对便宜, 玻璃透镜价格比较高。从透光率角度来看:玻璃透镜优于塑胶透镜。 目前绝大多数的手机都是采用塑胶透镜,当然高端手机也有采用玻璃透镜的,或者是玻璃,塑胶透镜组合。
图像传感器:
图像传感器主要是由感光器件组成。感光器件是一种将光学影像转换成电子信号的设备,广泛应用在数码相机和数码摄像机,电子望远镜,显微镜等电子光学设备中。图像传感器主要分为感光耦合元件(charge-coupled device, CCD)和 互补性氧化金属半导体 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)两种。
CCD 和 CMOS 主要是制造的生产工艺不同,一般来说CCD的成像质量比较好,用于望远镜,显微镜,高端相机,摄像机上使用。CMOS的集成度比较高,价格相对便宜,当然,这些年的技术发展, CMOS 工艺的图像传感器做得也是相对不错的,在web camera, 手机等行业得到广泛应用,同时配合DSP的处理,图像质量也有很大的提高。
CCD 特点
技术成熟、成像质量高、灵敏度高,噪声低,响应速度快,有自扫描功能,图像畸变小,无残像、应用超大规模集成电路工艺技术生产,像素集成度高,尺寸精确
CMOS 特点
读取信息的方式简单、输出信息速率快、耗电省(仅为CCD芯片的1/10左右)、体积小、重量轻、集成度高、价格低等特点。
图像传感器除了感光器件外,还包括一些其他的模拟信号到数字信号的处理单元, 包括:(AEC(自动曝光控制)、AGC(自动增益控制)、AWB(自动白平衡)、色彩校正、Gamma校正、祛除坏点,降噪 等等
数字信号处理:
数字信号处理主要是用于对图像数字信号的转换, 包括RGB <-> YUV4:4:4, YUV4:2:2, YUV4:2:0, JPEG的编码、Video 的编解码、H.264的编解码、颜色输出深度等很多功能。
芯片接口控制:
芯片接口控制逻辑主要是负责对感光器件,模拟数字控制电路, DSP 行为,图像采集分辨率,图像输出格式,输出pin格式等方面的控制。 一般采用i2c 接口或者是SPI接口方式和主cpu(FPGA) 进行通讯。
OV5640 模组:
ov5640模组主要是由ov5640芯片,透镜,电源供电电路,时钟输出芯片,闪光灯电路,芯片控制接口i2c, 以及video 输出pin 组成。





