CN2500047Y

CN2500047Y - 三模式数码相机

Info

Publication number: CN2500047Y
Application number: CN 01265772
Authority: CN
Inventors: 李根乾; 王太川; 张乃毅; 陈晓炜
Original assignee: KAIYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd XIAN COMMUNICATION UNIV
Current assignee: KAIYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd XIAN COMMUNICATION UNIV
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2011-10-24

Abstract

三模式数码相机由图像传感器、图像压缩和接口电路、功能控制电路、存储器、视频显示电路、状态显示电路和USB接口组成,当相机工作于照相状态时,可作为数码相机使用;当与计算机相连时,则具备电脑眼的全部功能;当与电视机相连时,可预览相机中的照片。本实用新型增加了预览照片的方式,拓宽了数码相机的适用范围。与非CMOS图像传感器的数码相机相比,简化了产品结构,降低了生产成本,提高了产品可靠性。

Description

三模式数码相机

技术领域

本实用新型为一种新型的数码相机，它为采用VGA(视频图像阵列)和CIF(中分辨率图像格式)格式的三模式数码相机，当相机工作于照相状态时，可作为数码相机使用；当相机与计算机相连时，则具备电脑眼的全部功能；当相机与电视相连时，可预览相机中的照片。

背景技术

传统相机是纸质媒体时代的宠儿。随着计算机的普及，网络的流行，我们逐渐进入电子媒体时代。数码相机应运而生，目前75％的照片实现了数码化，并且存储到网络上。美国、日本等发达国家在这方面作了大量的工作，典型的代表有美国的Kodak，日本的Canon、Epson等厂商，它们的产品各有特点，但大都采用了CCD(电荷耦合器件)器件作为视觉传感器，外加控制电路构成数码相机。由于信号处理电路都采用CMOS(互补金属-氧化物-半导体)工艺，无法与CCD器件在同一个晶片上实现集成，所以都是多片结构，系统构成复杂，设备庞大，价格昂贵，通用性差。

传统的数码相机只有数码相机的照相和照片下载功能，不能连接在计算机上作为图像输入工具。电脑眼虽然可以连接在计算机上作为图像输入工具，但又不能脱离计算机来工作。而且，传统的数码相机只能在计算机上预览照片，而不能在电视上使用，限制了数码相机的使用范围。

实用新型技术内容

本实用新型提供一种三模式数码相机，它既可单独作为相机使用，又可以与计算机连接后作为电脑眼，还可以在电视上预览照片。三模式数码相机集图像传感、图像数字化、图像压缩、图像存储和传输等功能于一体，可方便的将图片传送到计算机或电视机中，并能进行图像实时采集，达到一机多用。

本实用新型包括图像传感器、图像压缩和接口电路、功能控制电路、存储器、视频显示电路、状态显示电路和USB接口。图像压缩和接口电路分别与图像传感器、功能控制电路、存储器、与计算机相连的USB接口和视频显示电路相连接，功能控制电路与状态显示电路和视频显示电路相连接。本实用新型采用CMOS视觉芯片作为图像传感器。CMOS视觉传感器使图像传感器与信号处理电路同时集成在一个晶片上，实现了单片结构。

本实用新型通过USB接口与计算机相连后，可通过计算机下载照片和实施动态图像显示，具备普通电脑眼的全部功能；当通过视频显示电路与电视机的视频接口相连后，可在电视中预览相机中的照片；本实用新型独立作为数码相机使用时，相机最高分辨率可达VGA640×480，具备普通数码相机的功能，存储图片容量为60张(VGA)。本实用新型的三种工作模式，增加了更多的预览照片方式，拓宽了数码相机的适用范围。本实用新型由于采用了单片数字式彩色图像传感芯片，集成了数字/模拟混合彩色图像处理器、COMS图像阵列在一个芯片上，直接输出ADC标准格式的数字信号，与非CMOS图像传感器的数码相机相比，大大简化了产品结构，降低了生产成本，提高了产品可靠性。

本实用新型的图像调节、窗口控制、场频调节、扫描方式采用I2C总线控制，并且使用USB接口，传输图像信号速率最高达30帧/秒，数据传输速率高。本实用新型采用独特的电源管理和降噪措施，使图像的信噪比高，可达48dB以上，同时具备TWAIN、VFW、WDM三种数据格式，适应性强。

附图说明

图1为本实用新型的具体实施方案框图。

图2为本实用新型图像压缩和接口电路的电原理图。

图3为本实用新型功能控制电路和状态显示电路的电原理图。

图4位本实用新型视频显示电路的电原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型的具体实施方案框图，包括图像传感器1、图像压缩和接口电路2、功能控制电路3、存储器4、状态显示电路5、视频显示电路6以及USB接口7。图像压缩和接口电路2分别与图像传感器1、功能控制电路3、存储器4、与计算机相连的USB接口7和视频显示电路6相连接，功能控制电路3与状态显示电路5和视频显示电路6相连接。图像压缩和接口电路2采用NW820专用集成电路8。

图2为图像压缩和接口电路的电原理图，其连接关系如下：

NW820的九位视频数据线(CCDIN1、CCDIN2、CCDIN3、CCDIN4、CCDIN5、CCDIN6、CCDIN7、CCDIN8、CCDIN9)依次与图像传感器1中的九位输出数据线对应连接。NW820的视频控制线(GPIO2/VREF、GPIO3/HREF、ADCLK、CDS_SCLK、CDS_SEN)与图像传感器1的控制线依次连接。NW820的八位视频显示数据线(VB_D0、VB_D1、VB_D2、VB_D3、VB_D4、VB_D5、VB_D6、VB_D7)依次与视频显示电路6的八位数据线(MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7)对应相连。NW820的十六位存储数据线(DRAM_D0、DRAM_D1、DRAM_D2、DRAM_D3、DRAM_D4、DRAM_D5、DRAM_D6、DRAM_D7、DRAM_D8、DRAM_D9、DRAM_D10、DRAM_D11、DRAM_D12、DRAM_D13、DRAM_D14、DRAM_D15)依次与存储器4的十六位数据线对应相连。NW820的十一位存储地址线(DRAM_A0、DRAM_Al、DRAM_A2、DRAM_A3、DRAM_A4、DRAM_A5、DRAM_A6、DRAM_A7、DRAM_A8、DRAM_A9、DRAM_A10)依次与存储器4的十一位地址线对应连接。NW820的存储控制线(DRAM_CLK、DRAM_CKE、DRAM_CS#、DRAM_WE#、DRAM_CAS#、DRAM_RAS#、DRAM_DQM、FM_RD#、FM_WR#、FM_ALE、FM_CLE、FM_CE#)与存储器4的控制线依次连接。NW820的八位地址数据复用线(MPA0/MPD0、MPA1/MPD1、MPA2/MPD2、MPA3/MPD3、MPA4/MPD4、MPA5/MPD5、MPA6/MPD6、MPA7/MPD7)与功能控制电路3中的8051单片机的并行接口(P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6、P0.7/AD7)对应连接。NW820的八位地址线(MPA8、MPA9、MPA10、MPA11、MPA12、MPA13、MPA14、MPA15)与功能控制电路3中的8051单片机的并行接口(P2.0/A8、P2.1/A9、P2.2/A10、P2.3/A11、P2.4/A12、P2.5/A13、P2.6/A14、P2.7/A15)对应相连接。NW820的控制线(RESET#、MP_RD#、MP_WR#、MP_ALE、MP_CLK、MP_IRQ1、MP_IRQ0)与功能控制电路3中的8051单片机的相应控制线(TX0、INT0、INT1、WR、RD、XTAL1、ALE/PROG)相连接。NW820的串行数据输出线(DMNS、DPLS)与USB接口7相连接，从而与计算机相连接。NW820通过X20M_VIN与振荡器相连接，振荡器为NW820提供工作频率。

图3为功能控制电路3和状态显示电路5的电原理图，其连接关系如下：

状态显示器5采用两位七段液晶显示器，八位地址数据复用线依次与功能控制电路3中的8051单片机的并行接口(P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6、P0.7/AD7)对应连接。8051的状态显示控制线(P1.0、P1.1、P1.2)与液晶显示器的控制线对应连接。8051的八位地址线(P2.0/A8、P2.1/A9、P2.2/A10、P2.3/A11、P2.4/A12、P2.5/A13、P2.6/A14、P2.7/A15)依次与图像压缩和接口电路中的NW820的八位地址线(MPA8、MPA9、MPA10、MPA11、MPA12、MPA13、MPA14、MPA15)对应连接。8051的控制线(TX0、INT0、INT1、WR、RD、XTAL1、ALE/PROG)与图像压缩和接口电路2中的NW820的对应控制线(RESET#、MP_RD#、MP_WR#、MP_ALE、MP_CLK、MP_IRQ1、MP_IRQ0)连接。8051的视频显示控制线(P1.6/SCL、P1.7/SDA)与视频显示控制电路6中的对应控制线(SCL、SDA)连接。拍摄按钮11串接在8051芯片的并行接口P3.4和地之间。模式开关10串接在8051芯片的并行接口P3.5和地之间。

图4为视频显示电路6的电原理图，视频显示电路采用视频编码器SAA7121HB，其连接关系如下：

视频编码器12的控制线(SCL、SDA)与功能控制电路3中的8051的P1.6/SCL、P1.7/SDA相连。视频编码器12的八位数据线(MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7)依次与图像压缩和接口电路中的NW820的八位数据线(VB_D0、VB_D1、VB_D2、VB_D3、VB_D4、VB_D5、VB_D6、VB_D7)对应连接。视频编码器12的串行数据输出线(CVBS)与电视机视频接口连接。视频编码器12通过XTAL端口与振荡器相连接，振荡器为视频编码器12提供工作频率。工作原理简述：

将模式开关10置于照相模式；

功能控制电路3选择三模式数码相机工作于照相状态，图像压缩和接口电路2分别与图像传感器1和存储器4相连。图像传感器CMOS视觉芯片，把摄像镜头采集的光信号转变为电信号，再经过A/D转换，输出九位ADC格式视频数据到图像压缩和接口电路2中的NW820，按下拍摄按钮11，功能控制电路3的8051发信号给图像压缩和接口电路2，请求进行图像拍摄，图像压缩和接口电路2对当前图像数据进行压缩处理，并存入存储器4中。

将模式开关10置于电脑眼模式；

在电脑眼模式时，用户可以在计算机显示器上看到动态图像，也可以利用捕获功能获取高品质的静态图像。读取静态图像时，通用串行数据总线USB接口7将数码相机与计算机相连，系统由USB接口7供电。图像压缩和接口电路2分别与存储器4和USB接口7相连，通过控制软件使功能控制电路3选择相机工作于图片下载状态，图像压缩和接口电路2中的NW820读取存储器4中的视频数据，并通过USB接口7输入计算机，即可下载数码相机中的图像。读取动态图像数据时，通用串行数据总线USB接口7将数码相机与计算机相连，系统由USB接口7供电。功能控制电路3选择相机工作于电脑眼状态，图像压缩和接口电路2分别与图像传感器1、存储器4和USB接口7相连。图像传感器1采集当前图像，并输出九位ADC格式视频数据到图像压缩和接口电路2中的NW820。图像压缩和接口电路2通过存取控制线控制存储器4中数据的写入、读出、删除。图像压缩电路对视频数据进行压缩处理，经存取数据总线输入存储器4，接口电路通过存取地址总线读取存储器4中的数据并通过USB接口7输入计算机。

将模式开关10置于电视预览模式；

在电视预览模式时，图像压缩和接口电路2输出八位视频显示数据到视频显示电路6中的视频编码器，视频编码器将数据由数字信号转化为模拟信号输入电视机。功能控制电路3控制视频显示数据的传输。

利用功能控制电路3中的模式开关10，相机可以进行照相模式、电脑眼模式、电视预览模式之间的转换。功能控制电路3对各种用户指令进行处理，通过控制数据总线调出图像压缩和接口电路2中的各种状态信息，传输给状态显示电路5，状态显示电路5把各种状态显示出来。

Claims

1.三模式数码相机，包括图像传感器、图像压缩和接口电路、功能控制电路、存储器、状态显示电路和USB接口，其特征在于：所述图像压缩和接口电路分别与图像传感器、功能控制电路、存储器、与计算机相连的USB接口和视频显示电路相连接，所述功能控制电路与状态显示电路和视频显示电路相连接。

2.根据权利要求1所述的三模式数码相机，其特征在于：所述的图像压缩和接口电路采用NW820专用集成电路，它通过视频数据总线和视频控制总线与图像传感器相连；NW820通过存取数据总线、存取控制总线、存取地址总线与存储器相连；NW820通过数据总线、控制总线与功能控制电路相连；NW820通过视频显示数据总线与视频显示电路相连；NW820与USB接口相连接；所述功能控制电路的状态显示控制线与状态显示电路相连，视频显示控制线与视频显示电路相连。

3.根据权利要求1所述的三模式数码相机，其特征在于：模式开关串接在8051单片机的并行接口和地之间，所述的功能控制电路选择相机工作于照相状态时，图像压缩和接口电路分别与图像传感器和存储器相连。

4.根据权利要求1所述的三模式数码相机，其特征在于：所述的功能控制电路选择相机工作于图片下载状态时，所述图像压缩和接口电路分别与存储器和USB接口相连。

5.根据权利要求1所述的三模式数码相机，其特征在于：所述的功能控制电路选择电脑眼工作状态时，所述的图像压缩和接口电路分别与图像传感器、存储器、USB接口相连。

6.根据权利要求1所述的三模式数码相机，其特征在于：所述的功能控制电路选择电视预览工作状态时，所述的图像压缩和接口电路分别与视频显示电路和功能控制电路相连，所述的功能控制电路与视频显示电路相连。