一种usb摄像头的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于图像信息采集技术领域，提供了一种USB摄像头。本实用新型通过采用包括镜头、图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块的USB摄像头，通过镜头将被拍摄物体的光学影像投射至图像采集模块，通过图像采集模块将被拍摄物体的光学影像转换为数字电信号，并对数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理，再通过图像处理模块将数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号，最后通过图像输出模块将USB传输格式的数字电信号输出至电子设备，使得输出至电子设备的图像的质量和清晰度大大提高，增强了用户的体验感。
【专利说明】
一种USB摄像头
技术领域
[0001]本实用新型属于图像信息采集技术领域，尤其涉及一种USB摄像头。
【背景技术】
[0002]随着台式电脑的普及和网络通讯的快速发展，摄像头得到广泛的应用，日常生活中，人们在使用各种电子设备时经常会用到摄像头。
[0003]然而，传统的摄像头结构较简单，其通过镜头采集图像信息，并通过处理器将采集到的图像信息经过光电转换和模数转换后，直接输出至电子设备，因传统摄像头对图像信息的处理过程较为简单，因此，其输出至电子设备的图像不够清晰、图像质量差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种USB摄像头，旨在解决传统的摄像头采集到的图像不够清晰、图像质量差的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种USB摄像头，包括镜头，所述USB摄像头还包括依次相连的图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块；
[0006]所述镜头采集被拍摄物体的光学影像，并将所述被拍摄物体的光学影像投射至所述图像采集模块;所述图像采集模块将所述被拍摄物体的光学影像转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号转换为数字电信号，再对所述数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理后输出至所述图像处理模块;所述图像处理模块将所述图像采集模块输出的数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号后输出至所述图像输出模块;所述图像输出模块将所述USB传输格式的数字电信号输出至所述电子设备。
[0007]本实用新型通过采用包括镜头、图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块的USB摄像头，通过镜头将被拍摄物体的光学影像投射至图像采集模块，通过图像采集模块将被拍摄物体的光学影像转换为数字电信号，并对数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理，再通过图像处理模块将数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号，最后通过图像输出模块将USB传输格式的数字电信号输出至电子设备，使得输出至电子设备的图像的质量和清晰度大大提高，增强了用户的体验感。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型实施例提供的USB摄像头的模块结构示意图；
[0009]图2是本实用新型实施例提供的USB摄像头的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0011]本实用新型实施例通过采用包括镜头、图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块的USB摄像头，通过镜头将被拍摄物体的光学影像投射至图像采集模块，通过图像采集模块将被拍摄物体的光学影像转换为数字电信号，并对数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理，再通过图像处理模块将数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号，最后通过图像输出模块将USB传输格式的数字电信号输出至电子设备，使得输出至电子设备的图像的质量和清晰度大大提高，增强了用户的体验感。
[0012]图1示出了本实用新型实施例提供的USB摄像头的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下:
[0013]—种USB摄像头，与电子设备连接，所述USB摄像头包括镜头10，所述USB摄像头还包括依次相连的图像采集模块20、图像处理模块30及图像输出模块40。
[0014]镜头10用于采集被拍摄物体的光学影像，并将所述被拍摄物体的光学影像投射至图像采集模块20。图像采集模块20用于将所述被拍摄物体的光学影像转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号转换为数字电信号，再对所述数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理后输出至图像处理模块30。图像处理模块30用于将图像采集模块20输出的数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号后输出至图像输出模块40。
[0015]图像输出模块40用于将所述USB传输格式的数字电信号输出至所述电子设备。
[0016]作为本实用新型一实施例，所述USB摄像头还包括存储模块50，存储模块50与图像处理模块40连接，存储模块50用于将所述USB传输格式的数字电信号进行存储。
[0017]作为本实用新型一实施例，所述USB摄像头还包括电源模块，所述电源模块同时与镜头10、图像采集模块20、图像处理模块30、图像输出模块40及存储模块50连接，所述电源模块为镜头10、图像采集模块20、图像处理模块30、图像输出模块40及存储模块50供电。所述电源模块的输入端输入5V电压，所述电源模块的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端及第五输出端输出的电压分别为:CS_A3V3、CS_1 V8、3.3V、M3.3V、1.8V。
[0018]图2示出了本实用新型实施例提供的USB摄像头的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下:
[0019]作为本实用新型一实施例，图像采集模块20包括图像传感器Ul、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容Cl及第二电容C2;
[0020]图像传感器Ul的模拟电源脚AVDD、数字逻辑电源脚DVDD及数字电源脚DOVDD分别接所述电源模块的第一输出端、第二输出端及第三输出端，图像传感器Ul的串行时钟脚SCL和第一电阻Rl的第二端共接于图像处理模块30，图像传感器Ul的串行数据脚SDA和第二电阻R2的第二端共接于图像处理模块30，第一电阻Rl的第一端和第二电阻R2的第一端共接于所述电源模块的第三输出端，图像传感器Ul的第一参考电压脚VREFH、第二参考电压脚VREFN及帧同步输入脚FSIN分别接第一电容Cl的第二端、第二电容C2的第二端及第三电阻R3的第二端，第一电容Cl的第一端、第二电容C2的第一端、第三电阻R3的第一端及图像传感器Ul的地脚GND共接于地，图像传感器Ul的第一数据发送脚D1、第二数据发送脚D2、第三数据发送脚D3、第四数据发送脚D4、第五数据发送脚D5、第六数据发送脚D6、第七数据发送脚D7、系统复位脚RSTB、掉电模式选择脚PWDN、水平同步输出脚HREF、垂直同步输出脚VSYNC、系统时钟脚XCLK及像素时钟脚PCLK均接图像处理模块30。
[0021]作为本实用新型一实施例，图像传感器Ul的具体型号为0V7725，当然也可以为其他可实现类型功能的芯片。
[0022]在本实用新型实施例中，图像传感器Ul先将被拍摄物体的光学影像转换为模拟电信号，再将所述模拟电信号转换为数字电信号，最后将所述数字电信号经过其内部的数字处理器进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校准、图像质量控制(包括色饱和度、色相、伽玛、锐度等)等处理后，以12位的YUV信号(YCrCb信号)标准输出至图像处理模块30。
[0023]作为本实用新型一实施例，图像处理模块30包括图像处理芯片U2、第四电阻R4、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电容C4、第十电阻R10、晶振Y1、第五电容C5及第六电容C6。
[0024]图像处理芯片U2的第一电源脚接VCC和第二电源脚VDD分别接所述电源模块的第四输出端和第五输出端，图像处理芯片U2的第一数据接收脚RAW0、第二数据接收脚RAW1、第三数据接收脚RAW2、第四数据接收脚RAW3、第五数据接收脚RAW4、第六数据接收脚RAW5、第七数据接收脚RAW6、第一复位脚SEN_RST、使能脚SEN_STB、水平同步输入脚HSYNC、垂直同步输入脚VSYNC及第一时钟脚WMCLK分别接图像传感器Ul的第一数据发送脚D1、第二数据发送脚D2、第三数据发送脚D3、第四数据发送脚D4、第五数据发送脚D5、第六数据发送脚D6、第七数据发送脚D7、系统复位脚RSTB、掉电模式选择脚PWDN、水平同步输出脚HREF、垂直同步输出脚VSYNC及系统时钟脚XCLK，图像处理芯片U2的第二时钟脚VCLK与第三电容C3的第一端共接于第四电阻R4的第二端，第四电阻R4的第一端接图像传感器Ul的像素时钟脚PCLK，第三电容C3的第二端接地，图像处理芯片U2的第一通用输入输出脚GP107和第二通用输入输出脚CP105分别接图像传感器Ul的串行数据脚SDA和串行时钟脚SCL，图像处理芯片U2的第三电源脚VCC30、第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第二端和第八电阻R8的第一端共接于所述电源模块的第三输出端，图像处理芯片U2的输出使能脚CFG4接第五电阻R5的第一端，图像处理芯片U2的第一数据输出脚DATAS和第六电阻R6的第一端共接于存储模块50，图像处理芯片U2的存储时钟脚CLKS接存储模块50，图像处理芯片U2的第二复位脚RSTN接第七电阻R7的第一端，第七电阻R7的第二端和第四电容C4的第一端共接于第八电阻R8的第二端，图像处理芯片U2的第三复位脚REXT接第九电阻R9的第一端，第九电阻R9的第二端和第四电容C4的第二端共接于地，图像处理芯片U2的第二数据输出脚DP和第三数据输出脚DM均接图像输出模块40，图像处理芯片U2的第一晶振脚XSC0、第十电阻RlO的第一端及晶振Yl的第一端共接于第五电容C5的第一端，图像处理芯片U2的第二晶振脚XSC1、第十电阻RlO的第二端及晶振Yl的第二端共接于第六电容C6的第一端，第五电容C5的第二端与第六电容C6的第二端共接于地。
[0025]作为本实用新型一实施例，图像处理芯片U2的具体型号为AV328，当然也可以为其他可实现类型功能的芯片。
[0026]在本实用新型实施例中，图像处理芯片U2将图像采集模块20输出的数字电信号，经过其内部的单片机进行识别、计算及加密等处理，再经过其内部的数字处理器进行数字处理后输出USB传输格式的数字电信号。
[0027]作为本实用新型一实施例，图像输出模块40为USB接口U4，USB接口 U4的电源脚VCC接所述电源模块的输入端，USB接口 U4的第一数据脚D+和第二数据脚D-分别接图像处理芯片U2的第二数据输出脚DP和第三数据输出脚DM，USB接口 U4的地脚GND接地。
[0028]作为本实用新型一实施例，存储模块50为存储芯片U3，存储芯片U3的电源脚VCC接所述电源模块的第三输出端，存储芯片U3的串行数据脚SDA和串行时钟脚SCL分别接图像处理芯片U2的第一数据输出脚DATAS和存储时钟脚CLKS，存储芯片U3的写保护脚WP和地脚GND共接于地。
[0029]作为本实用新型一实施例，存储芯片U3的具体型号为24C64，当然也可以为其他可实现类似功能的芯片。
[0030]本实用新型实施例通过采用包括镜头、图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块的USB摄像头，通过镜头将被拍摄物体的光学影像投射至图像采集模块，通过图像采集模块将被拍摄物体的光学影像转换为数字电信号，并对数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理，再通过图像处理模块将数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号，最后通过图像输出模块将USB传输格式的数字电信号输出至电子设备，使得输出至电子设备的图像的质量和清晰度大大提高，增强了用户的体验感。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种USB摄像头，与电子设备连接，所述USB摄像头包括镜头，其特征在于，所述USB摄像头还包括依次相连的图像采集模块、图像处理模块及图像输出模块； 所述镜头采集被拍摄物体的光学影像，并将所述被拍摄物体的光学影像投射至所述图像采集模块;所述图像采集模块将所述被拍摄物体的光学影像转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号转换为数字电信号，再对所述数字电信号进行自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡，自动消除灯光条纹、自动黑电平校准及图像质量控制处理后输出至所述图像处理模块;所述图像处理模块将所述图像采集模块输出的数字电信号转换为USB传输格式的数字电信号后输出至所述图像输出模块;所述图像输出模块将所述USB传输格式的数字电信号输出至所述电子设备。2.如权利要求1所述的USB摄像头，其特征在于，所述USB摄像头还包括存储模块，所述存储模块与所述图像处理模块连接，所述存储模块将所述USB传输格式的数字电信号进行存储。3.如权利要求2所述的USB摄像头，其特征在于，所述USB摄像头还包括电源模块，所述电源模块分别与所述镜头、所述图像采集模块、所述图像处理模块、所述图像输出模块及所述存储模块连接。4.如权利要求3所述的USB摄像头，其特征在于，所述图像采集模块包括图像传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第二电容； 所述图像传感器的模拟电源脚、数字逻辑电源脚及数字电源脚分别接所述电源模块的第一输出端、第二输出端及第三输出端，所述图像传感器的串行时钟脚和所述第一电阻的第二端共接于所述图像处理模块，所述图像传感器的串行数据脚和所述第二电阻的第二端共接于所述图像处理模块，所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端共接于所述电源模块的第三输出端，所述图像传感器的第一参考电压脚、第二参考电压脚及帧同步输入脚分别接所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端及所述第三电阻的第二端，所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端、所述第三电阻的第一端及所述图像传感器的地脚共接于地，所述图像传感器的第一数据发送脚、第二数据发送脚、第三数据发送脚、第四数据发送脚、第五数据发送脚、第六数据发送脚、第七数据发送脚、系统复位脚、掉电模式选择脚、水平同步输出脚、垂直同步输出脚、系统时钟脚及像素时钟脚均接所述图像处理模块。5.如权利要求4所述的USB摄像头，其特征在于，所述图像处理模块包括图像处理芯片、第四电阻、第三电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四电容、第十电阻、晶振、第五电容及第六电容； 所述图像处理芯片的第一电源脚和第二电源脚分别接所述电源模块的第四输出端和第五输出端，所述图像处理芯片的第一数据接收脚、第二数据接收脚、第三数据接收脚、第四数据接收脚、第五数据接收脚、第六数据接收脚、第七数据接收脚、第一复位脚、使能脚、水平同步输入脚、垂直同步输入脚及第一时钟脚分别接所述图像传感器的第一数据发送脚、第二数据发送脚、第三数据发送脚、第四数据发送脚、第五数据发送脚、第六数据发送脚、第七数据发送脚、系统复位脚、掉电模式选择脚、水平同步输出脚、垂直同步输出脚及系统时钟脚，所述图像处理芯片的第二时钟脚与所述第三电容的第一端共接于第四电阻的第二端，所述第四电阻的第一端接所述图像传感器的像素时钟脚，所述第三电容的第二端接地，所述图像处理芯片的第一通用输入输出脚和第二通用输入输出脚分别接所述图像传感器的串行数据脚和串行时钟脚，所述图像处理芯片的第三电源脚、所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第二端和所述第八电阻的第一端共接于所述电源模块的第三输出端，所述图像处理芯片的输出使能脚接所述第五电阻的第一端，所述图像处理芯片的第一数据输出脚和所述第六电阻的第一端共接于所述存储模块，所述图像处理芯片的存储时钟脚接所述存储模块，所述图像处理芯片的第二复位脚接所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端和所述第四电容的第一端共接于所述第八电阻的第二端，所述图像处理芯片的第三复位脚接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端和所述第四电容的第二端共接于地，所述图像处理芯片的第二数据输出脚和第三数据输出脚均接所述图像输出模块，所述图像处理芯片的第一晶振脚、所述第十电阻的第一端及所述晶振的第一端共接于所述第五电容的第一端，所述图像处理芯片的第二晶振脚、所述第十电阻的第二端及所述晶振的第二端共接于所述第六电容的第一端，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第二端共接于地。6.如权利要求5所述的USB摄像头，其特征在于，所述图像输出模块为USB接口，所述USB接口的电源脚接所述电源模块的输入端，所述USB接口的第一数据脚和第二数据脚分别接所述图像处理芯片的第二数据输出脚和第三数据输出脚，所述USB接口的地脚接地。7.如权利要求5所述的USB摄像头，其特征在于，所述存储模块为存储芯片，所述存储芯片的电源脚接所述电源模块的第三输出端，所述存储芯片的串行数据脚和串行时钟脚分别接所述图像处理芯片的第一数据输出脚和存储时钟脚，所述存储芯片的写保护脚和地脚共接于地。
【文档编号】H04N5/225GK205681534SQ201620608869
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日 公开号201620608869.9, CN 201620608869, CN 205681534 U, CN 205681534U, CN-U-205681534, CN201620608869, CN201620608869.9, CN205681534 U, CN205681534U
【发明人】冯浩
【申请人】视科光电科技（深圳）有限公司