學習目的
本模塊主要是了解一個攝像頭模組的基本組成炎咖，每個組成部分的主要作用是什么，同時掌握一些基本術語。
學習考核
1）畫出一個攝像頭的基本構成示意圖
2）說出每個模塊的作用
3）說出Camera成像原理
4）總結Camera結構及原理相關的一些基本術語：SensorIC、Module、CCD涉茧、CMOS、像素疹娶、pixel size伴栓，光圈，焦距雨饺，VCM钳垮、BSI等。
1额港、Camera's pricipium工作原理
景物通過鏡頭（LENS）生成的光學圖像投射到圖像傳感器（SENSOR）表面饺窿，然后轉為電信號，經過A/D（模數轉換）轉換后變成數字圖像信號移斩，再送到數字信號處理芯片（DSP）中加工處理肚医，再通過數據總線傳輸到手機中的System LSI進行處理，最后通過LCD就可以看到圖像了向瓷。
2肠套、The structure of the Camera and subassembly（結構和組件）
1）CCD結構
CCD結構一般分為三層：LENS、分色濾光片猖任、感光層（sensor）
第一層“LENS”
CAMERA的成像關鍵在于SENSOR你稚，為了擴大CCD的采光率必須擴大單一像素的受光面積，在提高采光率的同時會導致畫面質量下降朱躺。LENS就是相當于在SENSOR前面增加一副眼鏡刁赖，SENSOR的采光率不是由SENSOR的開口面積決定而是由LENS的表面積決定。
第二層“分色濾色片”
目前分色濾色片有兩種分色方法：
A. RGB原色分色法室琢，就是三原色分色法乾闰，幾乎所有的人類眼鏡可以識別的顏色都可以通過R、G盈滴、B來組成，RGB就是通過這三個通道的顏色調節(jié)而成。
B. CMKY補色分色法巢钓，由四個通道的顏色配合而成病苗，分別是青（C）、洋紅（M）症汹、黃（Y）硫朦、黑（K），但是調節(jié)出來的顏色不如RGB的顏色多背镇。
第三層“感光層（SENSOR）”
CCD的第三層是SENSOR,SENSOR主要是將穿過濾色層的光源轉換成電子信號咬展，并將信號傳送到影像處理芯片（DSP）,將影像還原。
2）LENS（鏡頭）
光是一種波瞒斩，可見光只是整個光波中的一段破婆。Lens就是一個能夠截止不可見光波，而讓可見光通過的帶通濾波器胸囱。
一般CAMERA的鏡頭結構是由幾片透鏡組成祷舀，分憂塑膠透鏡（PLASTIC）和玻璃透鏡（GLASS），如1G3P烹笔、2G2P裳扯、4G等。
3）SENSOR（圖像傳感器）
圖像傳感器（SENSOR）是一種半導體芯片谤职，器表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極管饰豺。光電二極管收到光照射時，就會產生電荷允蜈。
目前SENSOR類型有兩種：
CCD（Charge Couple Device）哟忍，電荷耦合器件
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補金屬氧化物半導體
CCD/CMOS的差異 >>
A. 總體比較
CCD的優(yōu)點是靈敏度高陷寝，噪音小锅很，信噪比大。但是生產工藝復雜凤跑、成本高爆安、功耗高。
CMOS的優(yōu)點是集成度高（將AADC與訊號處理器整合仔引，可以大幅縮小體積）扔仓、功耗低、成本低咖耘。但是噪音比較大翘簇、靈敏度較低、對光源要求高儿倒。
B. 成像效果
在相同像素下CCD的成像往往通透性版保、明銳性都很好呜笑，色彩還原、曝光可以保證基本正確彻犁。
CMOS的產品往往通透性一般叫胁，對事物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好汞幢。
在采用CMOS為感光元器件的產品中驼鹅，通過采用影像光源自動增益補強技術，自動亮度森篷、白平衡控制技術输钩，色飽和度、對比度仲智、邊緣增強以及伽馬矯正等影像控制技術买乃，完全可以達到與CCD蛇形頭相媲美的效果。
C. 功耗比較
CCD功耗比較高坎藐，為使電荷傳輸順暢为牍，噪聲降低，需要高壓查干山傳輸效果岩馍；另外由于CCD無法ADC和訊號處理器碉咆，導致需要使用3~4租電源。
CMOS功耗比較低蛀恩，不到CCD的1/3疫铜，CMOS影像傳感器將每一像素的電荷轉換成電壓，讀取前就將其放大双谆，利用3.3V的電源即可驅動壳咕，只需要一組電源。
使用技巧>>
使用攝像頭顽馋，尤其是采用CMOS 芯片的產品時就更應該注重技巧：
A. 不要在逆光環(huán)境下使用（這點CCD 同）谓厘，尤其不要直接指向太陽，否則“ 放大鏡燒螞蟻”的慘劇就會發(fā)生在您的攝像頭上寸谜。
B. 環(huán)境光線不要太弱竟稳，否則直接影響成像質量⌒艹眨克服這種困難有兩種辦法他爸，一是加強周圍亮度，二是選擇要求最小照明度小的產品果善，現在有些攝像頭已經可以達到5lux 诊笤。
C. 要注意的是合理使用鏡頭變焦，不要小瞧這點巾陕，通過正確的調整讨跟，攝像頭也同樣可以擁有拍攝芯片的功能纪他。
3、 A/D轉換器
A/D轉換器即ADC（Analog DigitalConverter 模擬數字轉換器）
ADC的兩個重要指標是轉換速度和量化精度许赃，由于CAMERA SYSTEM中高分辨率圖像的像素量龐大止喷，因此對速度轉換器的要求很高馆类。同事量化精度對應的ADC轉換器將每一個像素的亮度和色彩值量化為若干等級混聊，這個登記就是CAMERA的色彩深度。由于CMOS已經具備數字化傳輸接口乾巧，所以不需要A/D
4句喜、數字信號處理芯片（DSP）
數字信號處理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通過一系列復雜的數學算法運算，對數字圖像信息參數進行優(yōu)化處理沟于，并把處理后的信號通過USB等接口傳到PC等設備咳胃。
DSP結構框架：
1）ISP（image signal processor）鏡像信號處理器
2）JPEG encoder（JPEG圖像解碼器）
3）USB device controller（USB設備控制器）
5、The guide line of camera 技術指標
1）圖像壓縮方式
JPEG：（joint photographic expert group）
靜態(tài)圖像壓縮方式旷太。一種有損圖像的壓縮方式展懈。壓縮比越大，圖像質量也就越差供璧。當圖像精度要求不高存儲空間有限是存崖，可以選擇這種格式。目前大部分數碼相機都使用JPEG格式睡毒。
2）圖像噪音
指的是圖像中的雜點干擾来惧。表現為圖像中有固定的彩色雜點。
3）視角
與人的眼睛成像是想同的原理演顾，簡單說就是成像范圍供搀。
4）白平衡處理技術（AWB）
定義：要求在不同色溫環(huán)境下，照白色的物體钠至，屏幕中的圖像應也是白色的葛虐。（在不同的環(huán)境光照下，人類的眼睛可以把一些“白”色的物體都看成白色棉钧，是因為人眼進行了修正屿脐。但是SENSOR沒有這種功能，因此需要對SENSOR輸出的信號進行一定的修正掰盘，這就是白平衡處理技術）摄悯。
色溫表示光譜成分，光的顏色愧捕。色溫低表示長波光成分多奢驯。
當色溫改變時，光源中三基色（紅綠藍）的比例會發(fā)生變化次绘，需要調節(jié)三基色的比例來達到彩色平衡瘪阁，這就是白平衡調節(jié)撒遣。
圖像傳感器的圖像數據被讀取后，系統(tǒng)將對其針對江頭的邊緣畸變的運算修正管跺，然后經過壞像素處理后被系統(tǒng)送進去進行白平衡處理义黎。
5）電源
攝像頭內部需要兩種工作電壓：3.3V和2.5V，因此好的攝像頭內部電源也是保證攝像頭穩(wěn)定工作的一個因素豁跑。
6）色彩深度
反映對色彩的識別能力和成像的色彩表現能力廉涕，就是用多少二進制數字來記錄三種原色。實際上就是A/D轉換器的量化精度艇拍，是指將信號分成多少個等級狐蜕，常用色彩位數（bit）表示。彩色深度越高卸夕，獲得的影像色彩就月艷麗動人层释。
非專業(yè)的SENSOR一般是24位，專業(yè)型SENSOR至少是36位的快集。
7）輸出/輸入接口（IO）
串行接口（RS232/422）：傳輸速率慢贡羔，為115kbit/s；
并行接口（PP）：速度可達到1Mbit/s
紅外接口（IrDA）：速率也是115kbit/s个初，一般筆記本電腦有此接口
通用串行總線USB：即插即用的接口標準乖寒，支持熱插拔。USB1.1速率可達12Mbit/s勃黍，USB2.0可達480Mbit/s;
IEEE1394（火線）接口（亦稱ilink）：其傳輸速率可達100M~400Mbit/s
8）圖像格式（image Format/ Color space）
RGB24宵统，I420是目前最常用的兩種圖像格式。
RGB24：表示R覆获、G马澈、B三種顏色各8bit，最多可表現為256級濃淡弄息，從而可以再現256*256*256中顏色痊班。
I420：YUV格式之一。
其他格式有：RGB565,RGB444,YUV4:2:2等摹量。
9）分辨率（Resolution）
我們廠看到的分辨率都以乘法形式表現的涤伐，比如1024*768，其中“1024”表示屏幕上水平方向顯示的點數缨称，“768”表示垂直方向的點數凝果。顯而易見，所謂分辨率就是畫面的解析度睦尽，由多少像素構成器净。數值越大，圖像也就越清晰当凡。分辨率不僅與顯示尺寸有關山害，還要受顯像管點距纠俭、視頻帶寬等因素影響。
SXGA（1280*1024） 又稱130萬像素
UXGA （1600*1280）又稱200萬像素
最大點陣2048*1536? ? 又稱300萬像素
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