认识摄像头

电脑学堂

随着宽带网的普及,喜欢使用视频聊天的朋友也多起来了。目前,摄像头几乎成为了很多家用电脑和网吧电脑的标配,电脑城中随处可见到它的身影。那么,摄像头的硬件架构如何,它和电脑是怎么协同工作的呢?下面,我们就以典型的摄像头产品——极速F5为例给大家介绍一下。

摄像头的工作原理如图1所示,景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器(CCD或CMOS)表面上,然后转为电信号,经过A/D(模/数转换)转换成为数字信号,再通过USB接口传输到电脑中处理,在显示器上就可以看到图像了。

43-e15-1.jpg
图1

摄像头从外观上看,一般都包含镜头、USB接口、以及抓拍照片按钮(图2)。

43-e15-2.jpg
图2

有些摄像头为了突出个性,往往有一些特殊设计。如极速F5就可以搭配风扇,风扇实质由USB接口供电,从摄像头顶部的接口安装并取电(图3)。

43-e15-3.jpg
图3

它的风扇是选配件,风扇的转速是可以通过USB线上的线控旋钮(图4)调节的。

43-e15-4.jpg
图4

有些用户由于桌面的限制,安装摄像头不是很方便,或者有特殊需要必须将摄像头固定。因此,不少摄像头都在固定方面下了功夫,如有些产品采用了“夹子”结构的底座,而有的则采用类似数码相机底座的设计,增加了螺孔用于连接三脚架(图5)。这样能使拍摄角度更灵活,范围更开阔。

43-e15-5.jpg
图5

摄像头一般都比较容易拆开,如极速F5只需要拆掉机身周围的几颗螺丝就可以打开外壳,看到电路板和镜头(图6)。由于摄像头比较简单,一般都采用“单电路板+镜头”设计。

43-e15-6.jpg
图6

镜头属于光学取景部分,一般都可以旋下来(图7)。它为了使图像更清晰,镜头采用了五层镀膜玻璃镜片+A级镁光360镜头(图8)。

43-e15-7.jpg
图7
43-e15-8.jpg
图8

在电路板上,我们看到了醒目的CMOS感光芯片(图9)。该感光芯片选用了35万像素CMOS,可提供24位真彩色的摄像质量,静态插值可达130万像素,动态拍摄可达插值48万像素。

43-e15-9.jpg
图9

小知识:摄像头的感光芯片一般分为CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。前者成像效果更加优秀,价格不菲。考虑到低分辨率情形下COMS感光芯片与CCD感光芯片成像效果差异不大,所以,不少百元价位的普及型摄像头多采用CMOS感光芯片。CMOS感光芯片优点体现在集成度高、功耗低(不到CCD的1/3)、成本低,但是信号噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。

另外,电路板背面还有一块芯片(图10),采用的是中星微最新版的301PLH芯片,该芯片能实现自动补光、自动侦测坏点、修补坏点功能。

43-e15-10.jpg
图10