Kameramoduulin mukauttamisen perimmäinen ohje

Nykymaailmassa digitaalikameroista on tullut erittäin yleisiä uuden teknologian ansiosta ja ne ovat edullisimpia. Yksi tärkeimmistä uuden teknologian käyttöönoton ajureista on CMOS-kuvasensorit. CMOS-kameramoduulien valmistus on ollut halvempaa verrattuna muihin. Nykyaikaisissa CMOS-kennoilla varustetuissa kameroissa käyttöön otettujen uusien ominaisuuksien ansiosta kristallinkirkkaiden kuvien ottaminen on erittäin tärkeää.Huippuluokan kameramoduulien valmistajaon tullut varustettuna sisäänrakennetulla kameralla, jolla on parempi suorituskyky ja nopeampi kuvanottonopeus. CMOS-anturit varmistavat valoherkän piirin lukemisen. Nykypäivän pikseliarkkitehtuuri on myös muuttunut radikaalisti ja auttanut tallentamaan kuvia erinomaisella laatualueella. Täydentävät metallioksidi-puolijohde-kuva-anturit muuntavat valon elektroneiksi, joten nykyaikaisissa laitteissa on otettu käyttöön USB-kameramoduuli sen huippuluokan ominaisuuksien vuoksi.

Mikä on kameramoduuli?

Kameramoduuli tai kompakti kameramoduuli on huippuluokan kuvakenno, joka on integroitu elektroniseen ohjausyksikköön, objektiiviin, digitaaliseen signaaliprosessoriin ja liitäntään, kuten USB tai CSI. Kameramoduulia on käytetty laajalti useissa sovelluksissa, kuten:

• Teollisuustarkastus
• Liikenne ja turvallisuus
• Vähittäiskauppa ja rahoitus
• Koti ja viihde
• Terveys ja ravitsemus

Teknologian ja internet-yhteyksien kehittyessä verkon nopeus on parantunut huomattavasti, ja uusia valokuvauslaitteita on tullut markkinoille. Kameramoduuleja on käytetty laajalti älypuhelimissa, tableteissa, tietokoneissa, roboteissa, droneissa, lääkinnällisissä laitteissa, elektronisissa laitteissa ja monissa muissa laitteissa. Valokuvausteknologian nousukausi on tasoittanut tietä 5 megapikselin, 8 megapikselin, 13 megapikselin, 20 megapikselin, 24 megapikselin ja muiden kameroiden käyttöönotolle.

Kameramoduuli sisältää seuraavat komponentit, kuten

• Kuvakenno
• Linssi
• Digitaalinen signaalinkäsittely
• Infrapunasuodatin
• Joustava piirilevy tai piirilevy
• Liitin

Linssi:

Minkä tahansa kameran kriittinen osa on linssi, ja sillä on tärkeä rooli kuvasensorille tulevan valon laadussa ja siten kuvanlaadun määrittämisessä. Oikean linssin valitseminen sovellukseesi on tiedettä, ja tarkemmin sanottuna se on enemmänkin optiikkaa. Sovelluksen vaatimuksiin sopivan linssin valinnassa on otettava huomioon useita optisia parametreja, jotka vaikuttavat linssin valintaan. Näitä ovat esimerkiksi linssin koostumus, linssin rakenne (muovi- vai lasilinssi), efektiivinen polttoväli, F-luku, kuvakenttä, syväterävyys, TV-vääristymä, suhteellinen valaistus, MTF jne.

Kuvakenno

Kuvasensori on sensori, joka havaitsee ja välittää kuvan muodostamiseen tarvittavat tiedot. Sensori on avainasemassa.Kameramoduulikuvan laadun määrittämiseksi. Olipa kyseessä älypuhelimen kamera tai digitaalikamera, antureilla on tärkeä rooli. Tällä hetkellä CMOS-kenno on suositumpi ja paljon halvempi valmistaa kuin CCD-kenno.

Anturin tyyppi - CCD vs. CMOS

CCD-kenno – CCD-kennojen etuja ovat korkea herkkyys, alhainen kohina ja korkea signaali-kohinasuhde. Valmistusprosessi on kuitenkin monimutkainen, kustannukset korkeat ja virrankulutus korkeat. CMOS-kenno – CMOS-kennojen etuna on korkea integrointiaste (AADC:n integrointi signaaliprosessoriin voi pienentää kokoa huomattavasti), alhainen virrankulutus ja alhaiset kustannukset. Kohina on kuitenkin suhteellisen suuri, herkkyys on alhainen ja valonlähteelle asetetaan korkeat vaatimukset.

DSP:

Digitaalisen kuvasignaalin parametreja optimoidaan myös useiden monimutkaisten matemaattisten algoritmien avulla. Tärkeintä on, että signaalit lähetetään tallennustilaan tai ne voidaan lähettää näyttökomponenteille.

DSP-rakennekehys sisältää

• Internet-palveluntarjoaja
• JPEG-kooderi
• USB-laitteen ohjain

USB-kameramoduulin ja anturikameramoduulin/CMOS-kameramoduulin välinen ero USB 2.0 -kameramoduuli:

USB 2.0 -kameramoduuli yhdistää kamerayksikön ja videontallennusyksikön suoraan ja kytkee sen sitten isäntäjärjestelmään USB-liitännän kautta. Nykyään CAMERA-markkinoilla olevat digitaalikameramoduulit perustuvat pohjimmiltaan uuteen tiedonsiirtoon tarkoitettuun USB 2.0 -liitäntään. Tietokoneet ja muut mobiililaitteet kytketään suoraan USB-liitännän kautta yksinkertaisesti kytkemällä ja toistamalla. Nämä UVC-yhteensopivat USB 2.0 -kameramoduulit ovat yhteensopivia Windows (DirectShow) ja Linux (V4L2) -ohjelmistojen kanssa eivätkä vaadi ajureita.

• USB-videoluokan (UVC) standardi
• USB 2.0:n suurin tiedonsiirtokaistanleveys on 480 Mbps (eli 60 Mt/s).
• Yksinkertainen ja kustannustehokas
• Kytke ja käytä
• Korkea yhteensopivuus ja vakaus
• Korkeampi dynaaminen alue

Kun UVC-standardien kanssa yhteensopivan käyttöjärjestelmän ohjelmisto on käsitellyt digitaalisignaalin, se lähetetään näyttölaitteelle.

USB 3.0 -kameramoduuli:

Verrattuna USB 2.0 -kameramoduuliin, USB 3.0 -kamera mahdollistaa nopeamman tiedonsiirron ja USB 3.0 on täysin yhteensopiva USB 2.0 -liitännän kanssa.

• USB 3.0:n suurin tiedonsiirtokaistanleveys on jopa 5,0 Gbps (640 Mt/s)
• 9-nastainen määritelmä verrattuna USB 2.0 4-nastaiseen
• Täysin yhteensopiva USB 2.0:n kanssa
• SuperSpeed-yhteys

CMOS-kameramoduuli (CCM)

CCM- tai Coms-kameramoduulia kutsutaan myös komplementaariseksi metallioksidipuolijohdekameramoduuliksi, jonka ydinosa on hyödyllinen erilaisissa sovelluksissa, kuten kannettavissa kameralaitteissa. Perinteisiin kamerajärjestelmiin verrattuna CCM:ssä on paljon ominaisuuksia, kuten

• Miniatyrisointi
• Alhainen virrankulutus
• Korkea kuva
• Edullinen

USB-kameramoduulin toimintaperiaate

Kohtauksen linssin (LENS) läpi tuottama optinen kuva heijastetaan kuvasensorin (SENSOR) pinnalle ja muunnetaan sitten sähköiseksi signaaliksi, joka puolestaan ​​muunnetaan digitaaliseksi kuvasignaaliksi A/D-muunnoksen (analogi/digitaalinen) jälkeen. Se lähetetään digitaaliselle prosessointipiirille (DSP) käsiteltäväksi ja sitten tietokoneelle I/O-liitännän kautta käsiteltäväksi, minkä jälkeen kuva näkyy näytöllä (DISPLAY).

Miten testataan USB-kameroita ja CCM:ää (CMOS-kameramoduuli)? USB-kamera: (esimerkiksi Amcap-ohjelmisto)

Vaihe 1: Liitä kamera USB-kameraan.

Vaihe 2: Liitä USB-kaapeli tietokoneeseen tai matkapuhelimeen OTG-sovittimen avulla.

Amcap:

Avaa AMCap jaValitse kameramoduulisi:

Valitse resoluutio kohdasta Asetukset >> Videon kaappausnasta

Säädä kameran asetuksia, kuten kirkkautta, kontrastia, valkotasapainoa... kohdassa Asetukset>> Videotallennussuodatin

Amcapin avulla voit tallentaa kuvia ja videoita.

CCM:

CCM on monimutkaisempi, koska rajapinta on MIPI tai DVP ja DSP on erillään moduulista. Dothinkey-sovitinkortin ja tytärkortin käyttö testaukseen on yleistä tuotannossa:

Dothinkey-sovitinlevy:

Kytke kameramoduuli tytärlevyyn (kuva 2).

Avaa testausohjelmisto

Kameramoduulin räätälöity prosessitieto

Satojen tuhansien kameramoduulisovellusten myötä vakiomalliset OEM-kameramoduulit eivät pysty täyttämään kaikkia erityisvaatimuksia, joten räätälöintiprosessi tulee välttämättömäksi ja suosituksi. Laitteisto- ja laiteohjelmistomuutokset, mukaan lukien moduulin mitat, objektiivin kuvakulma, automaattinen/kiinteä tarkennustyyppi ja objektiivin suodatin, mahdollistavat innovaation.

Kertaluonteiset suunnittelukulut kattavat kokonaan uuden tuotteen tutkimus-, kehitys- ja suunnittelukulut; tämä sisältää myös alkukustannukset. Mikä tärkeintä, NRE on kertaluonteinen kustannus, joka voi liittyä uuden mallin tai laitteen suunnitteluun ja valmistukseen. Tämä sisältää myös uuden prosessin erilaiset kustannukset. Jos asiakas hyväksyy NRE:n, toimittaja lähettää piirustuksen vahvistettavaksi maksun jälkeen.

Mukautettu vaatimusten työnkulku

1. Voit toimittaa piirustuksia tai näytteitä sekä pyytää teknillisen henkilökuntamme laatimia ja laatimia asiakirjoja.
2. Viestintä
3. Otamme sinuun yhteyttä yksityiskohtaisesti määrittääksemme tarvitsemasi tuotteen ja pyrimme löytämään sinulle sopivimman tuotteen tarpeidesi mukaan.
4. Näytteen kehittäminen
5. Määritä kehitysnäytteen yksityiskohdat ja toimitusaika. Kommunikoi milloin tahansa varmistaaksesi sujuvan edistymisen.
6. Näytteiden testaus
7. Testaa ja vanhenna sovelluksellasi, palautetestitulokset, ei tarvitse muokata, massatuotanto.

Kysymyksiä, jotka sinun tulisi kysyä ennen kameramoduulin mukauttamista: Mitkä ovat vaatimukset?

USB-kameramoduulion täytettävä seuraavat vaatimukset. Ne ovat tärkeimmät komponentit, jotka lisäävät kuvan selkeyttä ja hyvää toimintaperiaatetta. Komponentit on tarkasti määritelty kytkemällä ne CMOS- ja CCD-integroitujen piirien kautta. Sen on toimittava käyttäjän vaatimusten mukaisesti ja oltava käyttäjäystävällinen kameravaihtoehto. Se yhdistyy moniin asioihin, jotka lisäävät täydellisen ratkaisun kameran USB-liitännän vaatimuksiin.

• Linssi
• anturi
• DSP
• Piirilevy

Minkä resoluution haluat USB-kameralta?

Resoluutio on parametri, jota käytetään mittaamaan bittikarttakuvan datamäärää, ja se ilmaistaan ​​yleensä dpi:nä (pistettä tuumalla). Yksinkertaisesti sanottuna kameran resoluutio viittaa kameran kykyyn analysoida kuvaa eli kameran kuvasensorin pikselimäärään. Korkein resoluutio on kameran kyky erottaa kuvia suurimmalla pikselimäärällä. Nykyinen 30 W:n pikselin CMOS-resoluutio on 640 × 480 ja 50 W:n pikselin CMOS-resoluutio on 800 × 600. Resoluution kaksi numeroa edustavat kuvan pituuden ja leveyden pisteiden lukumäärän yksiköitä. Digitaalisen kuvan kuvasuhde on yleensä 4:3.

Käytännön sovelluksissa, jos kameraa käytetään verkkokeskusteluun tai videoneuvotteluihin, mitä korkeampi resoluutio on, sitä suurempi on tarvittava verkon kaistanleveys. Siksi kuluttajien tulisi kiinnittää tähän huomiota ja valita omiin tuotteisiinsa sopiva pikseli tarpeidensa mukaan.

Kuvakulma (FOV)?

Kuva-ala (FOV) viittaa alueeseen, jonka linssi voi kattaa. (Kohde ei ole linssin peitossa, jos se ylittää tämän kulman.) Kameran linssi voi kattaa laajan valikoiman kohtauksia, jotka yleensä ilmaistaan ​​kulmalla. Tätä kulmaa kutsutaan linssin kuva-alaksi (FOV). Alue, jonka kohde peittää linssin läpi polttotasossa muodostaen näkyvän kuvan, on linssin kuva-ala. Kuva-ala tulisi määrittää käyttöympäristön mukaan. Mitä suurempi linssin kuva-ala, sitä laajempi kuva-ala ja päinvastoin.

Kameran mitat sovellukseesi

Kameramoduulilla lasketuista tärkeimmistä parametreista ovat mitat, jotka vaihtelevat eniten eri vaatimusten mukaan

koosta ja optisesta muodosta riippuen. Siinä on näkökenttä ja polttoväli kohteen mittojen laskemista varten. Se sisältää takapolttovälin ja täydellisen linssin formaatille. Linssin optisen koon on sovittava sovellukseesi ja riipputtava perinteisestä. Halkaisija vaihtelee suurempien kennojen ja linssinsuojuksilla varustettujen laitteiden mukaan. Se riippuu vinjetoinnin tai kuvien reunojen tummumisen muodosta.

Satojen tuhansien kameramoduulisovellusten joukossa moduulien mitat edustavat eniten vaihtelevaa tekijää. Insinööreillämme on valta kehittää tarkat mitat, jotka toimivat parhaiten juuri sinun projektiisi.

Tuotteiden EAU-yksiköt

Tuotteen hinta riippuu spesifikaatioista. Pienellä EAU-alueella varustettua USB-kameraa ei voida pitää räätälöitynä. Jatkuvan kysynnän ja personointivaatimusten, kuten objektiivin, koon ja anturin, vuoksi räätälöity kameramoduuli on paras vaihtoehto.

Oikean kameramoduulin valinta

Yleisesti ottaen suurin osa asiakkaista keskittyyoikea kameramoduuliettei kukaan koskaan tiedä, millaista objektiivia tässä tarvitaan. Tässä on käytetty valtavasti teoriaa, jotta ihmiset voivat valita täydellisen objektiivin ja kameramoduulin. Valitsemasi objektiivi riippuu täysin käyttämästäsi prosessista. Erilaisten kennon ja DSP:n ratkaisujen sekä objektiivien ja kameramoduulin kuvaustehosteiden vuoksi myös linssit ovat hyvin erilaisia. Joitakin kameroita voidaan käyttää eri sovelluksissa, mutta toisia voidaan käyttää vain tietyissä tietyissä sovelluksissa parhaan kuvaustuloksen saavuttamiseksi. Jotkut tähtitason kamerat voivat ottaa kuvia hämärässä, mutta suhteellisen korkeaan hintaan.

Tehokkaat vaikutukset:

Jos olet asentanut kameramoduulin tai kameran toimistoosi tai pieneen makuuhuoneeseen, 2,8 mm:n polttoväli riittää siinä vaiheessa. Jos haluat asentaa kameramoduulin tai kameran takapihallesi, sen polttovälin on oltava 4–6 mm. Polttoväli on suurempi, koska tila on suurempi. Jos tarvitset 8 mm:n tai 12 mm:n polttovälin, voit käyttää sitä tehtaassasi tai kadulla, koska tila on erittäin suuri.

Kun haluat valita kameramoduulin NIR-valoa varten, kameramoduulin spektraalinen vaste määräytyy pääasiassa linssimateriaalin tai anturin materiaalin mukaan. Anturit ovat kokonaan piipohjaisia ​​ja ne osoittavat tehokkaan vasteen NIR-valolle erittäin poikkeuksellisella tavalla. Verrattuna näkyvään valoon tai 850 nm:iin, herkkyys on 940 nm:ssä paljon pienempi. Vaikka saatkin tämän, voit silti saada kuvan erittäin tehokkaasti. Tärkein tässä prosessissa on luoda riittävästi valoa kameralle havaitsemista varten. Et voi koskaan tietää täysin, milloin kamera voi laukaista ja milloin se voi tallentaa täydellisen ajoituksen, joka on hyvin erilainen. Joten tuolloin signaali lähetetään tiettyyn laajuuteen, ja voit valita oikean kameramoduulin.

Johtopäätös

Yllä olevan perusteella USB-kameramoduulilla on yleisiä toimintoja ja se sisältää automaattisen zoomausmoduulin. Kiinteällä tarkennuksella varustetussa USB-kameramoduulissa on linssi, peilipohja, valoherkkä integroitu piiri ja niin edelleen. Käyttäjien on selvitettävä USB- ja MIPI-kameramoduulien välinen ero.

A räätälöity kameramoduulisoveltuu paremmin uusien sovellusten kehittämiseen. Koska räätälöity kameramoduuli voidaan rakentaa määriteltyjen vaatimusten pohjalta. Kameran kehitystrendistä voimme oppia: Ensinnäkin, korkeampi pikselimäärä (13 miljoonaa, 16 miljoonaa), korkealaatuinen kuvakenno (CMOS) ja nopea tiedonsiirtonopeus (USB2.0, USB3.0 ja muut nopeat liitännät) ovat tulevaisuuden trendejä; Toiseksi, räätälöinti ja erikoistuminen (käytetään vain ammattimaisena videotulolaitteena), monitoimisuus (muiden toimintojen, kuten mukana tulevan flash-aseman, kanssa, digitaalikameroiden trendin myötä on myös mahdollista, että kamera voi tulevaisuudessa toimia skannerina) jne. Kolmanneksi, käyttökokemus on ratkaisevan tärkeää, käyttäjäystävällisempi, helppokäyttöisempi ja käytännöllisemmät sovellustoiminnot ovat asiakkaiden todellisia tarpeita.