我们先来看看摄像头的工作原理,基本如下:景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上,然后转为电信号,经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理,再通过USB接口传输到电脑中处理,通过显示器就可以看到图像了。
透过上述流程我们可以了解到,摄像头的基本架构主要由3个主要部件构成: · 镜头(LENS) · 图像传感器(CMOS SENSOR) · 数字信号处理器(DSP)
● 镜头简析
 镜头,拆解后可以看到多层镜片
网络摄像头的镜头大多由外部的金属“套筒”+内部的多层镜片组成。镜头是透镜结构,由几片透镜组成,有塑胶透镜(plastic,P)或玻璃透镜(glass,G)。通常PC camera 用的镜头构造有:1G1P、1G2P、2G2P、4G等,部分产品使用了5G镜头。透镜层次越多,成本越高。
另外,关于塑胶/树脂镜头与玻璃镜头的优劣问题,在数码相机领域争论已久,从现在的技术角度来看,已久难说两者孰优孰劣。不过,当应用在摄像头产品上时,玻璃镜头的确有一项优势是树脂/塑胶镜头无法相比的,就是抗“老化”能力,相对于树脂/塑胶镜头的较易“老化“(例如变色),玻璃镜头因环境因素而“老化”的几率和速度都要小很多,即可以更长久的保证视频的质量。
● 传感器(SENSOR)
 拆解后的摄像头传感器
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。
图像传感器可以分为两类:
· CCD(charge couple device) :电荷耦合器件
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。在摄像头产品上,很少采用CCD图像传感器。
· CMOS(complementary metal oxIDE semiconductor):互补金属氧化物半导体
CMOS的优点是集成度高、功耗低(不到CCD的1/3)。但是噪音比较大、灵敏度较低、成本低,对光源要求高 。
国内摄像头产品的传感器大多来自Micron(美光)和OV(omnivision)等品牌。
● 数字信号处理芯片(DSP)
数字信号处理芯片DSP (Digital Signal Processor)是摄像头的大脑,效果相当于计算机里的CPU,它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算,对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理,并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备,是摄像头的核心设备。
 中星微DSP
 松翰DSP
在目前国内市场上的摄像头产品,绝大部分使用的都是中星微和松翰的主控芯片。
● 关于摄像头的分辨率
在当前的市场上,摄像头产品的分辨率是宣传的重点之一,我们来了解一下摄像头分辨率,以及分辨率的决定因素。
市面上常见的摄像头的分辨率其实是指sensor的有效感光像素,当然,还有个重要因素是DSP提高对该分辨率的支持。目前主流摄像头的分辨率可分为以下几类:
· VGA(640×480),又称30万像数(35万是指648×488,意义不大) · SVGA(800×600),又称50万像数 · XGA(1024×768),又称80万像素 · SXGA(1280×1024),又称130万像素
通过前面的文字我们可以了解到,网络摄像头的分辨率主要由两个因素决定,其一决定于摄像头所使用的传感器(Sensor)的有效感光像素,另外,还要取决于主控芯片(DSP)能够对该分辨率提供支持。简单说:主控芯片(DSP)+传感器(Sensor)共同决定摄像头的分辨率。
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