關(guān)鍵詞： 設(shè)計(jì) , 數(shù)碼相機(jī) , 影像

作者：歐進(jìn)崇 廣東省佛山市普立華科技有限公司電子設(shè)計(jì)部   時(shí)間：2009-09-08  來源:電子產(chǎn)品世界

　　引言

　　目前﹐數(shù)碼相機(jī)技術(shù)進(jìn)步很快，朝著高解析﹑高ISO、多功能、超薄、超小、防水、防震等方面不斷發(fā)展。但其中，數(shù)碼相機(jī)拍出的照片圖像質(zhì)量才是最重要的﹐圖片的成像質(zhì)量與鏡頭、CCD﹑DSP等等均有關(guān)聯(lián)，特別是影像處理部分硬件方面的設(shè)計(jì)尤顯關(guān)鍵。

　　本文所說的影像處理部分硬件包含以下幾個(gè)部分。(見圖1)

　　關(guān)鍵元器件的選擇

　　(1)CCD光電耦合器

　　CCD的總類較多﹐按濾光片的顏色分有原色CCD及補(bǔ)色CCD，原色CCD濾光片按綠藍(lán)﹑紅綠方式排序，補(bǔ)色CCD濾光片按洋紅綠﹑青黃方式排序?；旧希獵CD的色彩還原性好但靈敏度差﹐補(bǔ)色CCD的色彩還原性差但靈敏度好﹐一般數(shù)碼相機(jī)使用原色CCD的較多。按電荷的轉(zhuǎn)移方式分有全幀轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)(FT)CCD﹑行間轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)(IT)CCD﹑幀行轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)(FIT)CCD。FT CCD器件面積較大，價(jià)格較低;IT CCD面積最小﹑價(jià)格最低;FIT CCD面積最大﹐價(jià)格最高﹐綜合考慮﹐一般家用普通數(shù)碼相機(jī)均使用IT CCD。

2009-9-17 17:16:59 上傳

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　　首先﹐根據(jù)相機(jī)的設(shè)計(jì)要求決定CCD使用多少的像素﹐再根據(jù)與鏡頭的搭配性確認(rèn)其合適的尺寸﹐并仔細(xì)了解CCD的規(guī)格書﹐重點(diǎn)確認(rèn)飽和輸出及靈敏度的值(如圖2 )﹐選用值大的產(chǎn)品。簡單來說﹐CCD就是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的器件(如圖3)。

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　　(2) IC AFE

　　AFE模擬前端，TG時(shí)序發(fā)生器，CDS關(guān)聯(lián)雙倍取樣器，通常與CCD驅(qū)動、ADC等整合在一起，組成一個(gè)整體的從CCD電荷讀出、取樣、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理單元IC AFE。基本上，只要選定了CCD，此處理單元AFE也隨之確定。AFE就是將CCD輸出的仿真電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的器件(如圖4、圖5)。

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　　(3)DSP數(shù)字處理器

　　DSP主要就是對經(jīng)過AFE得到的數(shù)字影像信號進(jìn)行一系列處理﹐如白平衡﹑亮度調(diào)整﹑色調(diào)整﹑γ修正﹑銳利化﹑白點(diǎn)﹑熱燥點(diǎn)補(bǔ)正﹑噪聲處理﹑壓縮等﹐一般根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)格﹑DSP廠商演示實(shí)際效果評價(jià)﹑成本分析等決定。(見圖6、圖7)

2009-9-17 17:06:15 上傳

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　　電路設(shè)計(jì)

　　上述關(guān)鍵元器件確定后﹐就可以根據(jù)廠商提供的規(guī)格書進(jìn)行電路設(shè)計(jì)﹐本文以CCD使用Panasonic MN34542PAJ(12M像素)﹐AFE 使用Panasonic NN12083A﹐DSP 使用Novatek NT96433BG作做設(shè)計(jì)。

　　電路重點(diǎn)分析說明

　　(1) CCD使用-6V及+12V兩組電源，其中+12V同時(shí)提供給CCD輸出電流放大IC U3使用﹐CCD輸出的信號質(zhì)量直接影響圖像質(zhì)量﹐故對+12V電源噪聲要求很高﹐需小于60mV(越小越好)。

　　(2) 在AFE電路中﹐CCD信號進(jìn)入AFE前設(shè)計(jì)了一個(gè)由R210及C242組成的簡單的RC濾波器﹐將高頻噪聲濾掉。AFE各部分使用的電源對噪聲要求較高﹐故使用了三個(gè)LDO對電源進(jìn)行凈化﹐+1.8V同時(shí)提供TG及 模擬部分﹐用L200作分隔。H1/H2/HL/RG均是對CCD電荷進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)移及清除用的﹐頻率為40.5MHz﹐瞬間電流較大(達(dá)到60~80mA)，對EMI影響很大﹐增加FL200/FL201 LC濾波器作改善。

　　PCB設(shè)計(jì)

　　考慮到裝配需求﹐通常CCD部分電路單獨(dú)使用一塊FPC﹐AFE/DSP及其他電路放在另一塊PCB上，通過FPC輸出連接。

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