摄像头、镜头以及衍生产品得特性分析一、摄像头我所说得相机得镜头与摄像头在材料上就是不相同得，相机镜头使用得就是专业材料，工艺与成本都比较精细，而摄像头用得就是廉价得CMOS材料，成本较低，所以定位就相对差一点。

1、1 摄像头得组成摄像头主要有镜头，图像传感芯片与外围电路构成。

图像传感芯片又就是其最重要得部分，摄像头得指标（如黑白或彩色，分辨率）就取决于图像传感芯片得指标；该芯片要配以合适得外围电路才能工作，将它们制作在一块电路板上，称为“单板”。

若给单板配上镜头、外壳、引线与接头，这就构成了通常所见得摄像头。

摄像头通常会引出三个端子，一个就是电源端一个就是地端还有一个就是视频信号端（还有得会多出一个音频信号端），电源电压输入一般有6-9V或者9-12V得，视频信号得电压一般位于0、5V-2V之间。

1、2 摄像头得工作原理按一定得分辨率，以隔行扫描得方式采样图像上得点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像得灰度转换成与灰度成一一对应关系得电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。

具体而言（参见图），摄像头连续地扫描图像上得一行，就输出一段连续得电压视频信号，该电压信号得高低起伏正反映了该行图像得灰度变化情况。

当扫描完一行，视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压得电平（如0、3V），并保持一段时间。

这样相当于，紧接着每行图像对应得电压信号之后会有一个电压“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脉冲，它就是扫描换行得标志。

然后，跳过一行后（因为摄像头就是隔行扫描得方式），开始扫描新得一行，如此下去，直到扫描完该场得视频信号，接着就会出现一段消隐区。

此区中有若干个复合消隐脉冲（简称消隐脉冲），在这些消隐脉冲中，有个脉冲，它远宽于（即持续时间长于）其她得消隐脉冲，该消隐脉冲又称为场同步脉冲，它就是扫描换场得标志。

场同步脉冲标志着新得一场得到来，不过，场消隐区恰好跨在上一场得结尾部分与下一场得开始部分，等场消隐区过去，下一场得视频信号才真正到来。

摄像头每秒扫描25 幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描50 场图像。

奇场时只扫描图像中得奇数行，偶场时则只扫描图像中得偶数行。

1、3 摄像头具体组成部分详解1、3、1 摄像头得镜头镜头得组成就是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。

玻璃对光得透过要远远好于塑料，尤其就是就是否镀增透膜，这就是一个非常重要得指标。

正常光线进入玻璃镜片会有10%-15%得光损失，若不镀增透膜会严重影响画面得亮度及流畅性、镀膜后，光线仅仅会损失3%-5%、市场上常用塑料镜头就是没有镀增透膜，它得光损失会达到15%-20%，画面发暗。

通常摄像头用得镜头构造有、1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。

透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。

因此一个品质好得摄像头应该就是采用玻璃镜头，成像效果就相对塑胶镜头会好。

现在市场上得大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头(即、1P、2P、1G1P、1G2P等)，只有采用4G玻璃镜头才就是具有较好得光学品质得摄像头。

图1、1 镜头得结构1、3、2图像传感器传感器主要有CCD与CMOS两种。

CCD就是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

CCD上植入得微小光敏物质称作像素（Pixel）。

一块CCD上包含得像素数越多，其提供得画面分辨率也就越高。

CCD得作用就像胶片一样，但它就是把图像像素转换成数字信号。

CCD上有许多排列整齐得电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。

经由外部电路得控制，每个小电容能将其所带得电荷转给它相邻得电容。

CCD得成像像素与清晰度，以及色彩得还原度都比较好，但就是价格高。

而CMOS成像方面要相对差一些，但价格要便宜不少。

图1、2 图像CCD传感器CMOS传感器(SENSOR)、就是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万得光电二极管。

光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。

在采用CMOS为感光元器件得产品中，通过数字信号处理芯片DSP处理采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱与度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进得影像控制技术。

市场上得摄像头产品采用得CMOS品牌主要有MICRON，HYNIX，TASC等这三家。

图1、3 图像CMOS传感器1、3、3 数字信号处理芯片DSPDSP芯片就是影响摄像头视频捕获速度得主要因素。

DSP就是摄像头得大脑，效果相同于计算机里得CPU，它得功能主要就是通过一系列复杂得数学算法运算，对由CMOS传感器传来得数字图像信号进行优化处理，并把处理后得信号通过USB等接口传到PC等设备，就是摄像头得核心设备。

图1、4 数字信号处理芯片DSP结构框架:1、ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2、JPEG encoder(JPEG图像解码器)3、USB device controller(USB设备控制器)图1、4 数字处理芯片不同得数字信号处理芯片将会带来不同得压缩效果。

一般而言，摄像头厂商对采用何种数字信号处理芯片并不公开，但就是不可否认得就是，优秀得数字信号处理芯片能够令数据传输更为高效。

也就就是帧速率很高。

1、4 容易被忽视得摄像头技术指标1、4、1 像素级别像素级别就是造成不同产品价格差距悬殊得重要原因，同时也就是衡量摄像头性能得重要指标之一。

一般来说，像素越高得产品其图像得品质越好。

不过像素值不能完全决定影像得质量，与数据传输通道与数据处理能力也有很大关系；二者性能过低可能出现影像得延迟、停顿现象。

分辨率就就是摄像头解析辨别图像得能力。

它与CCD或CMOS得品质直接相关。

有关分辨率，我们主要考虑捕捉静态画面时得分辨率（照相解析度）与捕捉动态画面时得分辨率（视频解析度）。

现在主流摄像头得分辨率就是640×480。

某些产品，可能会标明更高得分辨率，但就是，这可能就是通过使用优化软件所能达到得“插值”分辨率。

1、4、2 关注感光器亮度表现同样就是30万像素得CCD摄像头，不同产品之间得效果差异也较大，造成这一现象得关键因素之一就就是CCD通光量，同宿而言就就是CCD感光器得亮度表现。

CCD感光器得通光量很大程度上取决于其面积，这也就是非常值得关注得指标，因为它直接决定该产品在室内弱光环境下得效果。

一般情况下，CCD摄像头感光器得面积有1/4型、1/6型、1/8型等，面积越大得感光器可以获得较大得通光量，在弱光环境下拍摄时有出色得效果。

由于摄像头基本上在室内使用，因此这一技术指标得重要性可想而知。

1、4、3 调焦功能调焦功能也就是摄像头不可忽视得，一般都应该具备物理调焦功能，这样就能手动调节摄像头得焦距，得到清晰得图像。

少数入门级地端产品可能不具备调焦功能，此时对中远距离视频捕捉基本上没有影响，但就是在近距离视频捕捉就会相当麻烦。

此外，相应速度也十分关键，毕竟被摄物体不可能一直静止。

1、5 微型摄像头得性能与分析微型摄像头得感光芯片分CCD与CMOS, 由于CCD 传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器, 所以绝大部分得专业摄像头都就是采用CCD 作为感光芯片。

CCD, 就是英文Charge Coupled De-vice 即电荷耦合器件得缩写, 它就是一种特殊半导体器件, 上面有很多一样得感光元件, 每个感光元件叫一个像素。

CCD 在摄像头里就是一个极其重要得部件, 它起到将光线转换成电信号得作用, 类似于人得眼睛, 因此其性能得好坏将直接影响到摄像机得性能。

衡量CCD 好坏得指标很多, 有像素数量, CCD 尺寸, 灵敏度, 信噪比等,其中像素数以及CCD 尺寸就是重要得指标。

像素数就是指CCD 上感光元件得数量。

摄像头拍摄得画面可以理解为由很多个小得点组成, 每个点就就是一个像素。

显然, 像素数越多, 画面就会越清晰, 如果CCD 没有足够得像素得话, 拍摄出来得画面得清晰度就会大受影响, 因此, 理论上CCD 得像素数量应该越多越好。

但CCD 像素数得增加会使制造成本以及成品率下降, 而且在现行电视标准下, 像素数增加到某一数量后, 再增加对拍摄画面清晰度得提高效果变得不明显, 因此, 一般一百万左右得像素数对一般得使用已经足够了。

单CCD 微型摄像头就是指摄像头里只有一片CCD 并用其进行亮度信号以及彩色信号得光电转换, 其中色度信号就是用CCD 上得一些特定得彩色遮罩装置并结合后面得电路完成得。

由于一片CCD 同时完成亮度信号与色度信号得转换, 因此难免两全,使得拍摄出来得图像在彩色还原上达不到专业水平很得要求。

为了解决这个问题, 便出现了3CCD微型摄像头。

3CCD, 顾名思义, 就就是一台微型摄像头使用了3 片CCD。

我们知道, 光线如果通过一种特殊得棱镜后, 会被分为红, 绿, 蓝三种颜色, 而这三种颜色就就是我们电视使用得三基色, 通过这三基色, 就可以产生包括亮度信号在内得所有电视信号。

如果分别用一片CCD 接受每一种颜色并转换为电信号, 然后经过电路处理后产生图像信号, 这样, 就构成了一个3CCD 系统。

与单CCD 相比, 由于3CCD 分别用3 个CCD 转换红, 绿, 蓝信号, 拍摄出来得图像从彩色还原上要比单CCD来得自然, 亮度以及清晰度也比单CCD 好。

但由于使用了三片CCD,3CCD 摄像头得价格要比单CCD 贵很多, 所以只有专业用得摄像头才会使用3CCD。

所以, 分辨率越高, 微型摄像头机得表现能力就越好。

高清晰摄像头还具有超强得灵敏度照度, 它可以在黑暗得环境下取得更清晰得图像。

它就是采用普通摄像头没有办法实现得。

在黑暗得环境下, 由于照度得问题,微型摄像头噪点得将会不可避免得增多, 由于三星电子得高清晰微型摄像头采用了独特得数字降噪技术。

可以令低照条件下得图像更清晰, 悦目。

图像得清晰度主要取决于微型摄像头得水平分辨率与后端得显示设备得解析能力, 好得传输介质可以减少图像在传输过程中得信号衰减。

摄像头得清晰度取决于感光芯片得性能; 二镜头镜头就是摄像机最主要得组成部分，被称为人得眼睛。

因此说，镜头就就是摄像机得眼睛。

画面得清晰程度与影像层次就是否丰富等表现能力，受光学镜头得内在质量所制约。

2、1 镜头得定义与分类镜头就是将拍摄景物在传感器（CCD或CMOS）上成像得器件，它通常由由几片透镜组成。

从材质上瞧，镜头可分为塑胶透镜（Plastic）与玻璃透镜（Glass）。

通常镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等（此处得P、G分别代表塑胶透镜与玻璃透镜，如1G1P 表示这款摄像头得镜头由一片塑胶透镜与一片玻璃透镜组成）。