IntroduccióEn el món modern, les càmeres digitals s'han tornat molt comunes amb les noves tecnologies a un preu molt baix. Un dels factors importants que impulsen la introducció de noves tecnologies són els sensors d'imatge CMOS. El mòdul de càmera CMOS ha estat menys costós de fabricar en comparació amb altres. Amb les noves funcions que s'han introduït a les càmeres modernes amb sensors CMOS, és destacable fer fotos nítides.El principal fabricant de mòduls de càmeraha anat arribant amb una càmera integrada amb un rendiment augmentat i una taxa de captura d'imatges més alta. Els sensors CMOS asseguren la lectura dels circuits amb la funció fotosensible. L'arquitectura de píxels en l'actualitat també ha canviat radicalment i ha ajudat a capturar imatges en un rang de qualitat excel·lent. Els sensors d'imatge complementaris de metall-òxid-semiconductor converteixen la llum en electrons, de manera que en els dispositius moderns s'ha introduït el mòdul de càmera USB per les seves característiques d'alta gamma.
Què és un mòdul de càmera?
Un mòdul de càmera o mòdul de càmera compacte és un sensor d'imatge d'alta gamma integrat amb la unitat de control electrònic, la lent, el processador de senyal digital i la interfície com ara USB o CSI. El mòdul de càmera s'ha utilitzat àmpliament en diverses aplicacions que inclouen:
- Inspecció industrial
- Trànsit i Seguretat
- Comerç minorista i finances
- Llar i entreteniment
- Salut i nutrició
Amb el desenvolupament de la tecnologia i les instal·lacions d'Internet, la velocitat de la xarxa ha millorat considerablement i s'ha sumat a la introducció de nous dispositius d'imatge fotogràfica. El mòdul de càmera s'ha utilitzat àmpliament en telèfons intel·ligents, tauletes, ordinadors, robots, drons, dispositius mèdics, dispositius electrònics i molts altres. L'auge de la tecnologia d'imatge fotogràfica ha aplanat el camí per a la introducció dels 5 megapíxels, 8 megapíxels, 13 megapíxels, 20 megapíxels, 24 megapíxels i més.
El mòdul de la càmera conté els components següents, com ara
- Sensor d'imatge
- Lent
- Processament de senyals digitals
- filtre d'infrarojos
- Circuit imprès flexible o placa de circuit imprès
- Connector
Lent:
La part crítica de qualsevol càmera és la lent, i juga un paper important en la qualitat de la llum que incideix sobre el sensor d'imatge i, per tant, decideix la qualitat de la imatge de sortida. Triar la lent adequada per a la vostra aplicació és una ciència, i per ser precisos, és més aviat òptica. Hi ha una sèrie de paràmetres des de la perspectiva òptica que cal tenir en compte per triar la lent que compleixi els requisits de l'aplicació, que influeixen en la selecció de la lent, com ara la composició de la lent, la construcció de la lent, ja sigui de plàstic o de vidre, la distància focal efectiva, el número de f/2, el camp de visió, la profunditat de camp, la distorsió del televisor, la il·luminació relativa, la MTF, etc.
Sensor d'imatge
Un sensor d'imatge és un sensor que detecta i transmet informació utilitzada per crear una imatge. El sensor és la clau de laMòdul de càmeraper determinar la qualitat de la imatge. Tant si es tracta d'una càmera de telèfon intel·ligent com d'una càmera digital, els sensors tenen un paper important. Actualment, el sensor CMOS és més popular i molt menys costós de fabricar que el sensor CCD.
Tipus de sensor: CCD vs CMOS
Sensor CCD: els avantatges del CCD són l'alta sensibilitat, el baix soroll i l'alta relació senyal-soroll. Però el procés de producció és complicat, l'alt cost i el consum d'energia. Sensor CMOS: l'avantatge del CMOS és la seva alta integració (integrant AADC amb un processador de senyal, es pot reduir considerablement la seva mida petita), el baix consum d'energia i el baix cost. Però el soroll és relativament gran, la baixa sensibilitat i els alts requisits de la font de llum.
DSP:
Els paràmetres del senyal d'imatge digital també s'optimitzen amb l'ajuda d'una sèrie d'algoritmes matemàtics complexos. El més important és que els senyals es transmeten a l'emmagatzematge o es poden transmetre als components de la pantalla.
El marc d'estructura DSP inclou
- proveïdor d'Internet
- Codificador JPEG
- Controlador de dispositiu USB
La diferència entre el mòdul de càmera USB i el mòdul de càmera sensor/mòdul de càmera CMOS Mòdul de càmera USB 2.0:
El mòdul de càmera USB 2.0 integra directament la unitat de càmera i la unitat de captura de vídeo i després es connecta al SISTEMA AMFITRIÓ a través de la interfície USB. Ara, el mòdul de càmera digital del mercat de CÀMERES es basa bàsicament en la nova interfície USB 2.0 de transmissió de dades. L'ordinador i altres dispositius mòbils es connecten directament a través de la interfície USB, simplement connecteu-los i utilitzeu-los. Aquests mòduls de càmera USB 2.0 amb compatibilitat UVC són compatibles amb el programari Windows (DirectShow) i Linux (V4L2) i no requereixen controladors.
- Estàndard de classe de vídeo USB (UVC)
- L'amplada de banda màxima de transmissió de l'USB 2.0 és de 480 Mbps (és a dir, 60 MB/s)
- Simple i rendible
- Endolla i reprodueix
- Alta compatibilitat i estabilitat
- Rang dinàmic més alt
Després de ser processat pel programari en el sistema operatiu estàndard compatible amb els estàndards UVC, el senyal digital s'envia al visualitzador.
Mòdul de càmera USB 3.0:
En comparació amb el mòdul de càmera USB 2.0, la càmera USB 3.0 permet transmetre a una velocitat més alta i l'USB 3.0 és totalment compatible amb la interfície USB 2.0.
- L'amplada de banda màxima de transmissió d'USB3.0 és de fins a 5.0 Gbps (640 MB/s)
- Definició de 9 pins en comparació amb USB 2.0 de 4 pins
- Totalment compatible amb USB 2.0
- Connectivitat SuperSpeed
Mòdul de càmera CMOS (CCM)
El mòdul de càmera CCM o Coms també s'anomena mòdul de càmera semiconductora d'òxid metàl·lic complementari, i el seu dispositiu principal és útil per a diverses aplicacions, com ara equips de càmeres portàtils. En comparació amb els sistemes de càmeres tradicionals, el CCM té moltes característiques que inclouen
- Miniaturització
- Baix consum d'energia
- Alta imatge
- Baix cost
Principi de funcionament del mòdul de càmera USB
La imatge òptica generada per l'escena a través de la lent (LENT) es projecta a la superfície del sensor d'imatge (SENSOR) i després es converteix en un senyal elèctric, que es converteix en un senyal d'imatge digital després de la conversió A/D (analògica/digital). S'envia al xip de processament digital (DSP) per al seu processament i després es transmet a l'ordinador a través de la interfície d'E/S per al seu processament, i després la imatge es pot veure a través de la pantalla (PANTALLA).
Com provar càmeres USB i CCM (mòdul de càmera CMOS)? Càmera USB: (per exemple, programari Amcap)
Pas 1: Connecteu la càmera a una càmera USB.
Pas 2: Connecteu el cable USB a l'ordinador o al telèfon mòbil mitjançant l'adaptador OTG.
Amcap:
Obriu AMCap iSeleccioneu el mòdul de la càmera:
Trieu la resolució a Opcions >> Pin de captura de vídeo
Ajusteu els futurs de la càmera com ara Brillantor, Contracte, Balanç de blancs... a l'opció >> Filtre de captura de vídeo
Amcap et permet capturar imatges i vídeos.
CCM:
El CCM és més complicat, ja que la interfície és MIPI o DVP i el DSP està separat del mòdul. L'ús d'una placa adaptadora Dothinkey i una placa filla per fer proves és habitual en producció:
Placa adaptadora Dothinkey:
connecteu el mòdul de la càmera amb la placa filial (imatge 2).
Obriu el programari de proves
Informació personalitzada del procés del mòdul de càmera
Amb centenars de milers d'aplicacions de mòduls de càmera, els mòduls de càmera OEM estàndard no poden complir cada requisit específic, de manera que el procés de personalització ve amb necessitat i popularitat, la modificació del maquinari i el firmware, incloent-hi la dimensió del mòdul, l'angle de visió de la lent, el tipus d'enfocament automàtic/fix i el filtre de la lent, per potenciar la innovació.
L'enginyeria no recurrent cobreix completament la recerca, el desenvolupament i el disseny per produir un nou producte; això també inclou els costos inicials. El més important és que l'enginyeria no recurrent (NRE) és un cost únic que es pot associar amb el disseny i la fabricació d'un nou disseny o equipament. Això també inclou costos diferents per a un nou procés. Si el client està d'acord amb l'NRE, el proveïdor enviarà el dibuix per a la seva confirmació després del pagament.
Flux de requisits personalitzats
- Podeu proporcionar dibuixos o mostres, així com sol·licitar documentació i desenvolupar-la pel nostre personal d'enginyeria.
- Comunicació
- Ens comunicarem amb tu detalladament per determinar quin producte necessites i intentarem trobar el producte més adequat per a tu segons les teves necessitats.
- Desenvolupament de mostres
- Determineu els detalls de la mostra de desenvolupament i el termini de lliurament. Comuniqueu-vos en qualsevol moment per garantir un progrés sense problemes.
- Proves de mostres
- Prova i envelliment a la teva aplicació, resultats de proves de retroalimentació, sense necessitat de modificar, producció en massa.
Preguntes que us heu de fer abans de personalitzar un mòdul de càmera Quins són els requisits?
El mòdul de càmera USBha de tenir els requisits següents. Són els components més importants que afegeixen claredat fotogràfica i un bon principi de funcionament. Els components estan ben especificats connectant-se mitjançant circuits integrats CMOS i CCD. Ha de funcionar segons els requisits de l'usuari i actuar com una opció de càmera fàcil d'utilitzar. Es connectarà amb moltes coses que afegeixen una solució perfecta per als requisits de la càmera per a la connexió USB.
- Lent
- sensor
- DSP
- PCB
Quina resolució vols d'una càmera USB?
La resolució és un paràmetre que s'utilitza per mesurar la quantitat de dades en una imatge de mapa de bits, generalment expressada com a ppp (punts per polzada). En poques paraules, la resolució de la càmera es refereix a la capacitat de la càmera per analitzar la imatge, és a dir, el nombre de píxels del sensor d'imatge de la càmera. La resolució més alta és la mida de la capacitat de la càmera per resoldre imatges al màxim, el nombre més alt de píxels de la càmera. La resolució CMOS actual de 30 W de píxels és de 640 × 480, i la resolució CMOS de 50 W de píxels és de 800 × 600. Els dos números de resolució representen les unitats del nombre de punts en la longitud i l'amplada d'una imatge. La relació d'aspecte d'una imatge digital sol ser de 4:3.
En aplicacions pràctiques, si la càmera s'utilitza per a xats web o videoconferències, com més alta sigui la resolució, més gran serà l'amplada de banda de xarxa necessària. Per tant, els consumidors haurien de prestar atenció a aquest aspecte i triar un píxel adequat per als seus propis productes segons les seves necessitats.
L'angle del camp de visió (FOV)?
L'angle del camp de visió (FOV) fa referència a l'abast que pot cobrir l'objectiu. (L'objecte no quedarà cobert per l'objectiu quan superi aquest angle.) Un objectiu de càmera pot cobrir una àmplia gamma d'escenes, generalment expressades per angle. Aquest angle s'anomena camp de visió de l'objectiu. L'àrea coberta pel subjecte a través de l'objectiu en el pla focal per formar una imatge visible és el camp de visió de l'objectiu. El FOV s'ha de decidir segons l'entorn d'aplicació. Com més gran sigui l'angle de l'objectiu, més ampli serà el camp de visió i viceversa.
Dimensió de la càmera per a la vostra aplicació
Els paràmetres principals que s'han calculat amb el mòdul de la càmera són la dimensió, que és la que més varia segons els diferents requisits.
depenent de la mida i el format òptic. Té un camp de visió i una distància focal per accedir-hi amb el càlcul de la dimensió de l'objecte. Implica la distància focal posterior i inclou una lent perfecta per al format. La mida òptica de la lent ha d'adaptar-se a la vostra aplicació i dependre d'una mida convencional. El diàmetre varia segons els sensors més grans i els implements amb cobertes de lents. Depèn de la forma de vinyetatge o foscor a la cantonada de les imatges.
Amb centenars de milers d'aplicacions de mòduls de càmera, les dimensions dels mòduls representen el factor que més varia. Els nostres enginyers tenen el poder de desenvolupar les dimensions exactes que millor s'adaptin al vostre projecte específic.
L'EAU dels productes
El cost del producte depèn de les especificacions. La càmera USB amb un EAU petit no es suggereix com a personalitzada. Amb la demanda constant i els requisits de personalització com ara la lent, la mida i el sensor, un mòdul de càmera personalitzat és la millor opció.
Triar el mòdul de càmera adequat
En general, la majoria dels clients es concentraran enel mòdul de càmera dretque mai se sabrà quin tipus d'objectiu cal utilitzar aquí. S'ha utilitzat una gran quantitat de teoria per conscienciar la gent a triar l'objectiu perfecte i triar el mòdul de càmera perfecte. L'objectiu que trieu dependrà completament del procés que utilitzeu. A causa de les diferents solucions del sensor i el DSP, i de les diferents lents, els efectes d'imatge del mòdul de la càmera també són molt diferents. Algunes càmeres es poden utilitzar en diferents aplicacions, però d'altres només es poden utilitzar en algunes aplicacions específiques per obtenir els millors resultats d'imatge. Algunes càmeres a nivell d'estrella poden capturar imatges en entorns amb poca llum, però a un preu relativament alt.
Impactes efectius:
En cas que hàgiu instal·lat el mòdul de càmera o la càmera a la vostra oficina o a un dormitori petit, només una distància focal de 2,8 mm serà suficient en aquest moment. Si voleu instal·lar el mòdul de càmera o la càmera al vostre pati del darrere, assegureu-vos que necessitarà una distància focal de 4 mm a 6 mm. La distància focal augmenta a mesura que l'espai és més gran. Necessitareu una distància focal de 8 mm o 12 mm, i la podreu utilitzar a la vostra fàbrica o al carrer, ja que l'espai serà molt gran.
Quan vulgueu triar el mòdul de càmera per a la llum NIR, la resposta espectral del mòdul de càmera es definirà principalment pel material de la lent o el material del sensor. Els sensors seran completament basats en silici i mostraran la resposta efectiva a la llum NIR d'una manera extraordinària. En comparació amb la llum visible o 850 nm, la sensibilitat serà molt més petita per als 940 nm. Tot i que obtingueu aquesta imatge fixa, podreu obtenir la imatge de manera molt efectiva. El concepte més important implicat en aquest procés és crear prou llum per a la càmera amb finalitats de detecció. Mai se sabrà perfectament quan es podrà activar la càmera i quan es podrà captar el moment perfecte serà molt diferent. Per tant, en aquest moment, el senyal s'enviarà fins a un punt concret i es podrà triar el mòdul de càmera adequat.
Conclusió
Segons la discussió anterior, el mòdul de càmera USB té funcions generals i s'acobla amb un mòdul de zoom automàtic. El focus fix del mòdul de càmera USB té una lent, una base de mirall, un circuit integrat fotosensible, etc. Els usuaris han de trobar la diferència entre els mòduls de càmera USB i MIPI.
A mòdul de càmera personalitzatés més adequat per al desenvolupament de noves aplicacions. Perquè el mòdul de càmera personalitzat es pot construir sobre la base dels requisits especificats. De la tendència de desenvolupament de la càmera podem aprendre: en primer lloc, la càmera amb més píxels (13 milions, 16 milions), sensor d'imatge d'alta qualitat (CMOS), alta velocitat de transmissió (USB2.0, USB3.0 i altres interfícies ràpides) serà la tendència futura; en segon lloc, la personalització i l'especialització (només s'utilitza com a dispositiu d'entrada de vídeo professional), la multifuncionalitat (amb altres funcions, com ara la unitat flaix que l'acompanya, la tendència cap a les càmeres digitals, també és concebible que la càmera pugui tenir la funció d'un escàner en el futur), etc. En tercer lloc, l'experiència de l'usuari és crucial, més fàcil d'utilitzar, més fàcil d'utilitzar i funcions d'aplicació més pràctiques són les necessitats reals dels clients.
Data de publicació: 20 de novembre de 2022
