NB Camera基本原理

1、 電源(5伏&3.3伏) Lens(鏡頭) Sensor(彩色濾光片&感光元件) DSP(數(shù)字信息處理器) Flash&EEPROM(存儲(chǔ)芯片) USB Communication port(通信端口)lensConnectorDSPFlashcrystalpowersensor 作用：主要將電腦USB端5伏轉(zhuǎn)換成3.3伏&2.8伏&1.8伏（內(nèi)核），也有電腦USB端直接提供3.3伏，然后轉(zhuǎn)換成2.8伏&1.8伏（內(nèi)核），濾除雜訊，從而為感光元件(Sensor)，數(shù)字信息處理器 (DSP)及存儲(chǔ)芯片(Flash，EEPROM)提供工作電壓。 鏡頭

2、是相機(jī)中最重要的部件，它質(zhì)量好壞直接影響到拍攝成像的質(zhì)量。 鏡頭是由Lens and Holder等組成，Lens由多層凸透鏡,凹透鏡等組成，IR-Cut可安裝在Lens或Holder內(nèi)。 作用 ： 接收被攝物體的反射光線，濾除不必要的光線(如：紅外線， 紫外線會(huì)影響色偏) ， 經(jīng)透鏡聚焦至感光器件表面。 感光元件是相機(jī)的核心元件，也是最關(guān)鍵的技術(shù)， 它利用光電二極管感受入射光的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為相應(yīng)強(qiáng)弱的模擬電信號(hào)。 感光元件分兩類：一、電荷耦合器件(CCD) ；二、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)件器件(CMOS) 。 CCD(Charge Coupled Deivce)由許多感光二極管及控制電荷存儲(chǔ)單元和最終

3、輸出放大器構(gòu)成。 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)由許多感光二極管及周邊放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器和輸出緩沖器構(gòu)成。 CCD數(shù)據(jù)傳輸以行為單位，即每個(gè)感光元件將經(jīng)自身光電轉(zhuǎn)換來模擬電信號(hào)直接輸送至下一個(gè)感光元件的存儲(chǔ)單元中，結(jié)合該感光元件的模擬電信號(hào)后,再輸送給下一個(gè)感光元件的存儲(chǔ)單元中，依次類推，直至結(jié)合最后一個(gè)感光元件的模擬電信號(hào)才能統(tǒng)一輸出放大。 CMOS數(shù)據(jù)傳輸以一個(gè)像素為單位，即每個(gè)感光元件將經(jīng)自身光電轉(zhuǎn)換來模擬電信號(hào)直接放大并作模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出。 通過CCD與CMOS數(shù)據(jù)傳輸方式的差異，可以發(fā)現(xiàn)CCD傳輸速度比CMOS傳輸速度要慢。

4、CCD的每個(gè)像素由一個(gè)感光二極管和控制電荷存儲(chǔ)單元構(gòu)成，而CMOS的每個(gè)像素由三或四個(gè)晶體管和一個(gè)感光二極管構(gòu)成， CCD每個(gè)像素的感光區(qū)域的面積遠(yuǎn)大于CMOS每個(gè)像素的感光區(qū)域的面積。因此，在相同尺寸的情況下，CCD的靈敏度要高于CMOS的靈敏度，同時(shí)CCD的分辨率也高。 CCD和CMOS制作工藝不同， CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易將周邊電路(如 AGC ， CDS ， Timing Generator或DSP等)集成到傳感器內(nèi)部，可以節(jié)省外圍芯片成本,除此之外，由于CCD傳輸方式的缺陷，同一排中只要有一個(gè)像素不能傳送數(shù)據(jù),造成整排無法使用，因此， CCD成

5、品率遠(yuǎn)低于CMOS成品率，故CCD成本高。 由于CMOS傳感器的每個(gè)感光二極管都需搭配一個(gè)放大器，而放大器屬于模擬電路，目前技術(shù)很難讓每個(gè)放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個(gè)放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器相比，CMOS傳感器的電路之間很近，相互之間光，電，磁干擾嚴(yán)重，噪聲增大很多，影響圖像品質(zhì)。 CCD傳感器大多需要三組電源供電耗電量大。 CMOS傳感器只需一組電源供電,耗電量小，僅為CCD傳感器的1/81/10 ，CMOS傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢。 CMOS傳感器為主動(dòng)式采集，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由晶體管放大輸出，但CCD傳感器為被動(dòng)式采集，需外加電壓讓每個(gè)像素中的電荷移

6、動(dòng)，因此，CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計(jì)上的難度更高之外(需外加 Power IC)，高驅(qū)動(dòng)電壓更使其功耗遠(yuǎn)高于CMOS傳感器的水平。 綜上所述，CCD傳感器在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都優(yōu)于CMOS傳感器，而CMOS傳感器則具有低成本、低功耗、以及高集成度的特點(diǎn)。不過，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進(jìn)步，兩者的差異有逐漸縮小的態(tài)勢。 由于感光元件只能感應(yīng)光的強(qiáng)度，無法捕獲色彩信息，因此CCD/CMOS傳感器必須在感光元件上方覆蓋彩色濾光片。在這方面，不同的傳感器廠商有不同的解決方案，最常用的做法是覆蓋RGB紅綠藍(lán)三色濾光片，以1：2：1的組合由四個(gè)像點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)彩色像素（即紅藍(lán)濾光片

7、分別覆蓋一個(gè)像點(diǎn)，剩下的兩個(gè)像點(diǎn)都覆蓋綠色濾光片），采取這種比例的原因是人眼對綠色較為敏感。而Sony的四色CCD技術(shù)則將其中的一個(gè)綠色濾光片換成翡翠綠色（英文Emerald，有些媒體稱為E通道），由此組成新的R、G、B、E四色方案。 DSP(Digital Signal Processing)是一門涉及許多學(xué)科并廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理以二進(jìn)制編制排序的數(shù)字信號(hào)。 （1）在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法； （2）程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)； （3）片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問； （4）具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持； （5）快速的中斷處理和硬件I/O支持； （6）具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器； （7）可以并行執(zhí)行多個(gè)操作； （8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。 攝像領(lǐng)域的DSP主要用來對感光片傳送過來的圖像數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、重新邏輯、修改、整理，圖像色彩進(jìn)行處理，圖像進(jìn)行壓縮與傳輸，圖像增強(qiáng)等