摘要：本文介紹了一種130萬像素CMOS數碼相機的設計原理、基本組成及規格特點，并已有具體實踐的結果和產品應用。
關鍵詞：數碼照相機, DSC, 光電傳感器, CCD/CMOS Sensor, 數字圖像處理, DSP
一、概述
數碼照相機簡稱數碼相機，英文名“Digital Still Camera”，是一種利用光電傳感器(CCD/CMOS SENSOR)把圖像(Image)轉換成電子數據(Electronic Data)的照相機。數碼相機，是現代通信、計算機產業、照相機產業高速發展的產物。隨著電信、計算機的普及和家庭化，數碼相機作為計算機的圖像輸入設備，不僅能采集靜止圖像，而且能采集視頻圖像和音頻信號，便于計算機存儲和處理，容易實現網絡傳輸，其應用領域日益廣泛。
數碼相機是以電子存儲設備作為攝像記錄載體，通過光學鏡頭在光圈和快門的控制下，實現在電子存儲設備上的曝光，完成被攝影像的記錄。數碼相機是由LENS(鏡頭)、CCD/CMOS(光電傳感器)、A/DC(模/數轉換器)、DSP(數字信號處理器)、BUILT-IN MEMORY(內置存儲器)、LCD(液晶顯示器)、SD CARD(可移動存儲器)和USB INTERFACE(計算機接口)等部分組成的。

圖1. CMOS的數碼相機的結構框圖
數碼相機中只有鏡頭的作用與光學相機相同，它將光線會聚到感光器件CCD/CMOS上。CCD/CMOS是半導體器件，它代替了光學相機中膠卷的位置，它的功能是把光信號轉變為電信號。這樣，我們就得到了對應于拍攝
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景物的電子圖像，但是它還不能馬上被送去計算機處理，還需要按照計算機的要求進行從模擬信號到數字信號的轉換，ADC器件用來執行這項工作。接下來DSP對數字信號進行處理壓縮并轉化為特定的圖像格式，例如JPEG格式。最后，圖像文件被存儲在內置存儲器或可移動存儲器中。然后通過LCD(液晶顯示器)查看拍攝到的照片。大部分數碼相機提供了連接到計算機和電視機的USB/TV接口。
130萬像素CMOS數碼相機由感光元件(CCD/CMOS)、模數轉換(ADC)、信號處理(DSP)、JPEG 編碼壓縮器、存儲器、LCD顯示屏、連接端口、電源等重要元件以及附帶的驅動軟件所組成。具體可分為CCD/CMOS控制，AE/AF/AWB(測光/對焦/自動白平衡)，數字信號處理，JPEG壓縮，存儲卡控制和LCD屏幕顯示等6個關鍵電路。如上圖1 所示，是130萬像素CMOS數碼相機的結構框圖。

二、130萬像素數碼相機的設計
我們設計的130萬像素CMOS數碼相機系統結構包括硬件和軟件兩大部分。硬件結構包括外殼、鏡頭、CMOS圖像傳感器、A/D模數轉換器、影像存儲器、顯示器和電源電路等部件。軟件在DSP中實現圖像壓縮功能，把拍攝下來的影像以高質量、高速度、高容量存儲在數碼相機存儲器和移動式PCMCIA卡中。主芯片是一塊DSP(臺灣Sunplus的SPCA533A)和一個CMOS Sensor(美國OmniVision的OV9620)。130萬像素CMOS數碼相機的電路框圖如圖2所示。