Ultimátní průvodce přizpůsobením modulu kamery

V moderním světě se digitální fotoaparáty stávají velmi běžnými díky novým technologiím v nejnižším cenovém rozpětí. Jedním z důležitých faktorů zavádění nových technologií jsou obrazové snímače CMOS. Modul kamery CMOS je ve srovnání s jinými modely levnější na výrobu. Díky novým funkcím, které byly zavedeny v moderních fotoaparátech se snímači CMOS, je pořizování křišťálově čistých snímků na prvním místě.Nejlepší výrobce kamerových modulůpřichází s vestavěnou kamerou se zvýšeným výkonem a vyšší rychlostí snímání obrazu. CMOS senzory zajišťují čtení obvodů pomocí fotocitlivé funkce. Architektura pixelů se v moderní době také radikálně změnila a pomohla zachytit obrazy ve vynikající kvalitě. Komplementární obrazové senzory na bázi kovů, oxidů a polovodičů přeměňují světlo na elektrony, takže v moderních zařízeních byl zaveden modul USB kamery pro své špičkové funkce.

Co je to modul kamery?

Modul kamery neboli kompaktní modul kamery je špičkový obrazový snímač integrovaný s řídicí jednotkou elektroniky, objektivem, digitálním signálovým procesorem a rozhraním, jako je USB nebo CSI. Modul kamery se široce používá v různých aplikacích, mezi které patří:

• Průmyslová inspekce
• Doprava a bezpečnost
• Maloobchod a finance
• Domácnost a zábava
• Zdraví a výživa

S rozvojem technologií a internetových možností se rychlost sítě výrazně zlepšila a to spolu se zavedením nových fotografických zobrazovacích zařízení. Modul kamery se široce používá v chytrých telefonech, tabletech, počítačích, robotech, dronech, zdravotnických zařízeních, elektronických zařízeních a mnoha dalších. Boom v oblasti fotografických zobrazovacích technologií vydláždil cestu pro zavedení 5megapixelových, 8megapixelových, 13megapixelových, 20megapixelových, 24megapixelových a dalších.

Modul kamery obsahuje následující komponenty, jako například

• Obrazový snímač
• Čočka
• Digitální zpracování signálu
• Infračervený filtr
• Flexibilní plošný spoj nebo deska s plošnými spoji
• Konektor

Čočka:

Kritickou součástí každého fotoaparátu je objektiv, který hraje důležitou roli v kvalitě světla dopadajícího na obrazový snímač, a tím rozhoduje o kvalitě výstupního obrazu. Výběr správného objektivu pro vaši aplikaci je věda, přesněji řečeno, jde spíše o optiku. Z optického hlediska je třeba při výběru objektivu, který splňuje požadavky aplikace, zvážit řadu parametrů, které ovlivňují výběr objektivu, jako je složení objektivu, konstrukce objektivu (ať už plastový nebo skleněný), efektivní ohnisková vzdálenost, clona (clona), zorné pole, hloubka ostrosti, televizní zkreslení, relativní osvětlení, MTF atd.

Obrazový snímač

Obrazový snímač je senzor, který detekuje a přenáší informace použité k vytvoření obrazu. Snímač je klíčem kModul kameryk určení kvality obrazu. Ať už se jedná o fotoaparát chytrého telefonu nebo digitální fotoaparát, senzory hrají důležitou roli. V současné době je CMOS senzor populárnější a jeho výroba je mnohem levnější než CCD senzor.

Typ snímače - CCD vs. CMOS

CCD senzor – Výhodami CCD jsou vysoká citlivost, nízký šum a velký poměr signálu k šumu. Výrobní proces je však složitý, náklady a spotřeba energie vysoké. CMOS senzor – Výhodou CMOS senzoru je vysoká integrace (integrací AADC se signálovým procesorem lze výrazně zmenšit jeho velikost), nízká spotřeba energie a nízké náklady. Šum je však relativně vysoký, citlivost je nízká a požadavky na světelný zdroj jsou vysoké.

DSP:

Parametry digitálního obrazového signálu jsou také optimalizovány pomocí řady složitých matematických algoritmů. Nejdůležitější je, že signály jsou přenášeny do úložiště nebo mohou být přenášeny do zobrazovacích komponent.

Rámec struktury DSP zahrnuje

• Poskytovatel internetových služeb
• JPEG kodér
• Řadič USB zařízení

Rozdíl mezi modulem USB kamery a modulem senzorové kamery/modulem CMOS kamery. Modul USB 2.0 kamery:

Modul kamery s rozhraním USB 2.0 přímo integruje jednotku kamery a jednotku pro záznam videa a poté se připojuje k HOSTITELSKÉMU SYSTÉMU prostřednictvím rozhraní USB. Nyní jsou moduly digitálních kamer na trhu s FOTOAPARÁTY v podstatě založeny na novém rozhraní USB 2.0 pro přenos dat. Počítač a další mobilní zařízení se připojují přímo přes rozhraní USB, jednoduše se zapojí a hrají. Tyto moduly kamer s rozhraním USB 2.0, které splňují UVC standardy, jsou kompatibilní se softwarem pro Windows (DirectShow) a Linux (V4L2) a nevyžadují ovladače.

• Standard třídy USB videa (UVC)
• Maximální přenosová rychlost USB 2.0 je 480 Mb/s (tj. 60 MB/s)
• Jednoduché a cenově výhodné
• Zapoj a hraj
• Vysoká kompatibilita a stabilita
• Vyšší dynamický rozsah

Po zpracování softwarem ve standardním operačním systému kompatibilním se standardy UVC je digitální signál odeslán na displej.

Modul kamery s rozhraním USB 3.0:

Ve srovnání s modulem kamery USB 2.0 umožňuje kamera s rozhraním USB 3.0 přenos vyšší rychlostí a rozhraní USB 3.0 je plně kompatibilní s rozhraním USB 2.0.

• Maximální přenosová rychlost USB 3.0 je až 5,0 Gb/s (640 MB/s)
• Definice 9 pinů v porovnání s USB 2.0 4 piny
• Plně kompatibilní s USB 2.0
• Superrychlé připojení

Modul kamery CMOS (CCM)

Modul kamery CCM neboli Coms se také nazývá komplementární polovodičový kamerový modul s kovovým oxidem a polovodičem, jehož základní zařízení je užitečné pro různé aplikace, jako jsou přenosná kamerová zařízení. Ve srovnání s tradičními kamerovými systémy má CCM mnoho funkcí, mezi které patří...

• Miniaturizace
• Nízká spotřeba energie
• Vysoký obraz
• Nízké náklady

Princip fungování modulu USB kamery

Optický obraz generovaný scénou skrz čočku (LENS) je promítán na povrch obrazového snímače (SENSOR) a poté převeden na elektrický signál, který je po A/D (analogově-digitálním) převodu převeden na digitální obrazový signál. Je odeslán do digitálního procesoru (DSP) ke zpracování a poté přes I/O rozhraní přenesen do počítače ke zpracování, kde je možné obraz zobrazit na displeji (DISPLAY).

Jak testovat USB kamery a CCM (modul CMOS kamery)? USB kamera: (například software Amcap)

Krok 1: Připojte fotoaparát k USB kameře.

Krok 2: Připojte USB kabel k počítači nebo mobilnímu telefonu pomocí OTG adaptéru.

Amcap:

Otevřete AMCap aVyberte si modul kamery:

Vyberte rozlišení v nabídce Možnosti >> Záznam videa Pin

Upravte nastavení fotoaparátu, jako je jas, kontrast, vyvážení bílé atd., v nabídce Možnosti >> Filtr záznamu videa

Amcap vám umožňuje zachytit obraz a video.

CCM:

CCM je složitější, protože rozhraní je MIPI nebo DVP a DSP je oddělené od modulu. V produkci je běžné použití adaptérové ​​desky Dothinkey a dceřiné desky k testování:

Adaptérová deska Dothinkey:

Připojte modul kamery k dceřiné desce (obr. 2).

Otevřete testovací software

Přizpůsobený přehled procesů modulu kamery

Vzhledem ke stovkám tisíc aplikací kamerových modulů nemohou standardní OEM kamerové moduly splnit všechny specifické požadavky, takže proces přizpůsobení je nezbytný a oblíbený. Úpravy hardwaru a firmwaru, včetně rozměrů modulu, úhlu záběru objektivu, typu automatického/pevného ostření a filtru objektivu, posilují inovaci.

Jednorázové inženýrské práce kompletně zahrnují výzkum, vývoj a návrh pro výrobu nového produktu; to zahrnuje i počáteční náklady. Nejdůležitější je, že NRE jsou jednorázové náklady, které mohou být spojeny s návrhem, výrobou nového designu nebo zařízení. To zahrnuje i různé náklady pro nový proces. Pokud zákazník souhlasí s NRE, dodavatel po zaplacení zašle výkres k potvrzení.

Tok přizpůsobených požadavků

1. Můžete poskytnout výkresy nebo vzorky, stejně jako si vyžádat dokumentaci vyvinutou našimi technickými pracovníky.
2. Sdělení
3. Budeme s vámi podrobně komunikovat, abychom určili, jaký produkt potřebujete, a pokusíme se pro vás nastavit nejvhodnější produkt dle vašich potřeb.
4. Vývoj vzorku
5. Určete podrobnosti vývojového vzorku a dodací lhůty. Pro zajištění plynulého průběhu kdykoli komunikujte.
6. Testování vzorků
7. Otestujte a zkontrolujte stáří vaší aplikace, zpětná vazba od výsledků testů, není třeba upravovat, hromadná výroba.

Otázky, které byste si měli položit před úpravou modulu kamery. Jaké jsou požadavky?

Modul USB kameryMusí splňovat následující požadavky. Jsou to nejdůležitější komponenty, které zvyšují ostrost fotografií a dobrý pracovní princip. Komponenty jsou dobře specifikovány propojením pomocí integrovaných obvodů CMOS a CCD. Musí fungovat podle požadavků uživatele a fungovat jako uživatelsky přívětivá volba fotoaparátu. Lze jej propojit s mnoha zařízeními, což představuje perfektní řešení pro požadavky fotoaparátu na USB připojení.

• Čočka
• senzor
• DSP
• DPS

Jaké rozlišení chcete od USB kamery?

Rozlišení je parametr používaný k měření množství dat v bitmapovém obrázku, obvykle vyjadřovaný v dpi (bod na palec). Jednoduše řečeno, rozlišení fotoaparátu se vztahuje k schopnosti fotoaparátu analyzovat obraz, tj. k počtu pixelů obrazového snímače fotoaparátu. Nejvyšší rozlišení je velikost, s jakou je fotoaparát schopen rozlišit obraz s nejvyšším počtem pixelů v fotoaparátu. Aktuální rozlišení 30W pixelového CMOS snímače je 640×480 a rozlišení 50W pixelového CMOS snímače je 800×600. Tato dvě čísla rozlišení představují jednotky počtu bodů na délku a šířku obrazu. Poměr stran digitálního obrazu je obvykle 4:3.

V praktických aplikacích, pokud se kamera používá pro webový chat nebo videokonference, čím vyšší je rozlišení, tím větší je potřebná šířka pásma sítě. Spotřebitelé by proto měli tomuto aspektu věnovat pozornost a vybrat si pixel vhodný pro jejich vlastní produkty podle svých potřeb.

Zorný úhel (FOV)?

Úhel zorného pole (FOV) označuje rozsah, který objektiv dokáže pokrýt. (Objekt nebude objektivem zakryt, pokud překročí tento úhel.) Objektiv fotoaparátu dokáže pokrýt širokou škálu scén, obvykle vyjádřenou úhlem. Tento úhel se nazývá zorné pole objektivu (FOV). Plocha pokrytá objektem objektivem v ohniskové rovině pro vytvoření viditelného obrazu je zorné pole objektivu. FOV by mělo být určeno prostředím aplikace. Čím větší je úhel objektivu, tím širší je zorné pole a naopak.

Rozměry kamery pro vaši aplikaci

Hlavní parametry, které byly vypočítány s kamerovým modulem, jsou rozměry, které se nejvíce liší v závislosti na různých požadavcích.

v závislosti na velikosti a optickém formátu. Má zorné pole a ohniskovou vzdálenost pro přístup k výpočtu rozměrů objektu. Zahrnuje zadní ohniskovou vzdálenost a zahrnuje perfektní objektiv pro daný formát. Optická velikost objektivu musí odpovídat vaší aplikaci a závisí na konvenční velikosti. Průměr se liší v závislosti na větších senzorech a zařízeních s kryty objektivů. Záleží na formě vinětace nebo tmavých rohů obrazu.

Vzhledem ke stovkám tisíc aplikací kamerových modulů představují rozměry modulů faktor, který se nejvíce liší. Naši inženýři dokáží vyvinout přesné rozměry, které budou nejlépe vyhovovat vašemu konkrétnímu projektu.

EAU produktů

Cena produktu závisí na specifikaci. USB kamera s malou EAU se nedoporučuje jako zakázková. Vzhledem k neustálé poptávce a požadavkům na personalizaci, jako je objektiv, velikost, snímač, je nejlepší volbou přizpůsobený modul kamery.

Výběr správného modulu kamery

Obecně se většina zákazníků zaměří napravý modul kameryže člověk nikdy neví, jaký druh objektivu je v daném případě potřeba použít. Bylo zde použito obrovské množství teorií, které lidem pomohou vybrat perfektní objektiv a perfektní modul kamery. Výběr objektivu bude zcela záviset na použitém procesu. Vzhledem k různým řešením snímače, DSP a objektivů se liší i obrazové efekty modulu kamery. Některé kamery lze použít v různých aplikacích, ale jiné lze použít pouze v určitých specifických aplikacích, aby se dosáhlo nejlepších obrazových výsledků. Některé kamery hvězdné úrovně dokáží zachytit snímky i v prostředí se slabým osvětlením, ale za relativně vysokou cenu.

Účinné dopady:

Pokud máte kamerový modul nebo kameru nainstalovanou v kanceláři nebo malé ložnici, pak vám v tom okamžiku bude stačit ohnisková vzdálenost pouze 2,8 mm. Pokud chcete kamerový modul nebo kameru nainstalovat na zahradě, pak je nutné použít ohniskovou vzdálenost 4 mm až 6 mm. Ohnisková vzdálenost se zvětšuje, protože je k dispozici větší prostor. Pokud budete potřebovat ohniskovou vzdálenost 8 mm nebo 12 mm, můžete ji použít v továrně nebo na ulici, protože prostor bude velmi velký.

Pokud chcete vybrat modul kamery pro blízké infračervené světlo, pak bude spektrální odezva modulu kamery do značné míry definována materiálem čočky nebo senzoru. Senzory budou kompletně na bázi křemíku a budou vykazovat efektivní odezvu na blízké infračervené světlo velmi mimořádným způsobem. Ve srovnání s viditelným světlem nebo 850 nm bude citlivost u 940 nm mnohem menší. I přesto můžete stále získat obraz velmi efektivně. Nejdůležitějším konceptem v tomto procesu je vytvoření dostatečného množství světla pro kameru pro účely detekce. Nikdy nebudete přesně vědět, kdy se kamera může spustit a zda zachytí perfektní načasování, bude to velmi odlišné. V tu chvíli bude signál vyslán v určitém rozsahu a je možné si vybrat správný modul kamery.

Závěr

Z výše uvedeného vyplývá, že modul USB kamery má obecné funkce a je sestaven s modulem automatického zoomu. Modul USB kamery s pevným zaostřením má čočku, zrcadlové podstavce, fotocitlivý integrovaný obvod atd. Uživatelé musí najít rozdíl mezi moduly USB a MIPI kamery.

A přizpůsobený modul kameryje vhodnější pro vývoj nových aplikací. Protože přizpůsobený modul kamery lze sestavit na základě specifikovaných požadavků. Z vývojového trendu kamery se můžeme poučit: Zaprvé, trendem budoucnosti bude kamera s vyšším počtem pixelů (13 milionů, 16 milionů), vysoce kvalitním obrazovým snímačem (CMOS) a vysokou přenosovou rychlostí (USB2.0, USB3.0 a další rychlá rozhraní); Zadruhé, přizpůsobení a specializace (používá se pouze jako profesionální vstupní video zařízení), multifunkčnost (s dalšími funkcemi, jako je například doprovodný flash disk, trend směrem k digitálním fotoaparátům, je také možné, že kamera by v budoucnu mohla mít funkci skeneru) atd. Zatřetí, uživatelská zkušenost je klíčová, uživatelsky přívětivější, snadněji použitelná a praktičtější aplikační funkce jsou skutečnými potřebami zákazníků.