A guía definitiva para personalizar un módulo de cámara

No mundo moderno, as cámaras dixitais fanse moi comúns con novas tecnoloxías a prezos moi baixos. Un dos factores importantes que impulsan a introdución de novas tecnoloxías son os sensores de imaxe CMOS. O módulo de cámara CMOS foi máis barato de fabricar en comparación con outros. Coas novas características que se introduciron nas cámaras modernas con sensores CMOS, é destacable sacar imaxes nítidas.O principal fabricante de módulos de cámaravén cunha cámara integrada con maior rendemento e unha maior taxa de captura de imaxes. Os sensores CMOS garanten a lectura dos circuítos coa función fotosensible. A arquitectura de píxeles na actualidade tamén cambiou radicalmente e axudou a capturar imaxes nun rango de calidade excelente. Os sensores de imaxe complementarios de metal-óxido-semicondutor converten a luz en electróns, polo que nos dispositivos modernos introduciuse o módulo de cámara USB polas súas características de gama alta.

Que é un módulo de cámara?

Un módulo de cámara ou módulo de cámara compacto é un sensor de imaxe de gama alta integrado coa unidade de control electrónico, a lente, o procesador de sinal dixital e a interface, como USB ou CSI. O módulo de cámara utilizouse amplamente en diversas aplicacións, como:

• Inspección industrial
• Tráfico e seguridade
• Venda polo miúdo e finanzas
• Fogar e entretemento
• Saúde e nutrición

Co desenvolvemento da tecnoloxía e das instalacións de internet, a velocidade da rede mellorou moito e, xunto coa introdución de novos dispositivos de imaxe fotográfica. O módulo de cámara utilizouse amplamente en teléfonos intelixentes, tabletas, ordenadores, robots, drons, dispositivos médicos, dispositivos electrónicos e moitos outros. O auxe da tecnoloxía de imaxe fotográfica abriu o camiño para a introdución de 5 megapíxeles, 8 megapíxeles, 13 megapíxeles, 20 megapíxeles, 24 megapíxeles e moito máis.

O módulo da cámara contén os seguintes compoñentes, como

• Sensor de imaxe
• Lente
• Procesamento dixital de sinais
• filtro infravermello
• Circuito impreso flexible ou placa de circuíto impreso
• Conector

Lente:

A parte fundamental de calquera cámara é a lente, e xoga un papel importante na calidade da luz que incide no sensor de imaxe e, polo tanto, decide a calidade da imaxe de saída. Escoller a lente axeitada para a túa aplicación é unha ciencia, e para ser precisos, é máis ben da óptica. Hai unha serie de parámetros desde a perspectiva óptica que se deben ter en conta para escoller a lente que cumpra os requisitos da aplicación, que inflúen na selección da lente, como a composición da lente, a construción da lente, se é de plástico ou de vidro, a distancia focal efectiva, o número de apertura, o campo de visión, a profundidade de campo, a distorsión da televisión, a iluminación relativa, o MTF, etc.

Sensor de imaxe

Un sensor de imaxe é un sensor que detecta e transmite información utilizada para crear unha imaxe. O sensor é a clave para oMódulo de cámarapara determinar a calidade da imaxe. Tanto se se trata dunha cámara de teléfono intelixente como dunha cámara dixital, os sensores xogan un papel importante. Na actualidade, o sensor CMOS é máis popular e moito máis barato de fabricar que o sensor CCD.

Tipo de sensor: CCD vs. CMOS

Sensor CCD: as vantaxes do CCD son a alta sensibilidade, o baixo ruído e a gran relación sinal-ruído. Pero o proceso de produción é complicado, o custo e o consumo de enerxía elevados. Sensor CMOS: a vantaxe do CMOS é a súa alta integración (ao integrar AADC cun procesador de sinal, pódese reducir considerablemente o seu tamaño pequeno), o baixo consumo de enerxía e o baixo custo. Pero o ruído é relativamente grande, a baixa sensibilidade e os altos requisitos da fonte de luz.

DSP:

Os parámetros do sinal de imaxe dixital tamén se optimizan coa axuda dunha serie de algoritmos matemáticos complexos. O máis importante é que os sinais transmítense ao almacenamento ou aos compoñentes da pantalla.

O marco da estrutura DSP inclúe

• Provedor de servizos de internet
• Codificador JPEG
• Controlador de dispositivos USB

A diferenza entre o módulo de cámara USB e o módulo de cámara sensor/módulo de cámara CMOS. Módulo de cámara USB 2.0:

O módulo de cámara USB 2.0 integra a unidade de cámara e a unidade de captura de vídeo directamente e, a continuación, conéctase ao SISTEMA HOST a través da interface USB. Agora, o módulo de cámara dixital do mercado de CÁMARAS baséase basicamente na nova interface USB 2.0 de transmisión de datos. O ordenador e outros dispositivos móbiles conéctanse directamente a través da interface USB, simplemente conéctaos e listos. Estes módulos de cámara USB 2.0 con certificación UVC son compatibles co software Windows (DirectShow) e Linux (V4L2) e non requiren controladores.

• Estándar de clase de vídeo USB (UVC)
• O ancho de banda de transmisión máximo de USB 2.0 é de 480 Mbps (é dicir, 60 MB/s)
• Sinxelo e rendible
• Conectar e usar
• Alta compatibilidade e estable
• Rango dinámico superior

Despois de ser procesado polo software no sistema operativo estándar compatible cos estándares UVC, o sinal dixital envíase ao visualizador.

Módulo de cámara USB 3.0:

En comparación co módulo de cámara USB 2.0, a cámara USB 3.0 permite transmitir a maior velocidade e o USB 3.0 é totalmente compatible coa interface USB 2.0.

• O ancho de banda de transmisión máximo de USB 3.0 é de ata 5,0 Gbps (640 MB/s)
• Definición de 9 pines en comparación con USB 2.0 de 4 pines
• Totalmente compatible con USB 2.0
• Conectividade SuperSpeed

Módulo de cámara CMOS (CCM)

O módulo de cámara CCM ou Coms, tamén coñecido como módulo de cámara semicondutor de óxido metálico complementario, é útil para diversas aplicacións, como equipos de cámara portátiles. En comparación cos sistemas de cámara tradicionais, o CCM ten moitas características que inclúen

• Miniaturización
• Baixo consumo de enerxía
• Imaxe alta
• baixo custo

Principio de funcionamento do módulo de cámara USB

A imaxe óptica xerada pola escena a través da lente (LENTE) proxéctase na superficie do sensor de imaxe (SENSOR) e logo convértese nun sinal eléctrico, que logo se converte nun sinal de imaxe dixital despois da conversión A/D (analóxica/dixital). Envíase ao chip de procesamento dixital (DSP) para o seu procesamento e logo transmítese ao ordenador a través da interface de E/S para o seu procesamento, e logo a imaxe pódese ver a través da pantalla (PANTALLA).

Como probar cámaras USB e CCM (módulo de cámara CMOS)? Cámara USB: (por exemplo, o software Amcap)

Paso 1: Conecta a cámara a unha cámara USB.

Paso 2: Conecta o cable USB ao PC ou ao teléfono móbil mediante o adaptador OTG.

Amcap:

Abre AMCap eSelecciona o teu módulo de cámara:

Escolla a resolución en Opcións >> Pin de captura de vídeo

Axusta os futuros da cámara como Brillo, Contracción, Balance de brancos... na Opción >> Filtro de captura de vídeo

Amcap permíteche capturar imaxes e vídeos.

CCM:

O CCM é máis complicado xa que a interface é MIPI ou DVP e o DSP está separado do módulo. Usar unha placa adaptadora Dothinkey e unha placa filla para probar é común na produción:

Placa adaptadora Dothinkey:

Conecte o módulo da cámara coa placa secundaria (imaxe 2).

Abrir o software de probas

Información de proceso personalizada do módulo de cámara

Con centos de miles de aplicacións de módulos de cámara, os módulos de cámara OEM estándar non poden cumprir cada requisito específico, polo que o proceso de personalización vén coa necesidade e a popularidade, a modificación do hardware e o firmware, incluíndo a dimensión do módulo, o ángulo de visión da lente, o tipo de enfoque automático/fixo e o filtro da lente, para potenciar a innovación.

A enxeñaría non recorrente abrangue por completo a investigación, o desenvolvemento e o deseño para a produción dun novo produto; isto inclúe tamén os custos iniciais. O máis importante é que a enxeñaría non recorrente (NRE) é un custo único que se pode asociar ao deseño e á fabricación dun novo deseño ou equipamento. Isto tamén inclúe custos diferentes para un novo proceso. Se o cliente está de acordo coa NRE, o provedor enviará o debuxo para a súa confirmación despois do pago.

Fluxo de requisitos personalizados

1. Podes proporcionar debuxos ou mostras, así como solicitar documentación e desenvolvemento polo noso persoal de enxeñaría.
2. Comunicación
3. Comunicarémonos contigo en detalle para determinar o produto que necesitas e tentar atopar o produto máis axeitado para ti segundo as túas necesidades.
4. Desenvolvemento de mostras
5. Determinar os detalles da mostra de desenvolvemento e o prazo de entrega. Comuníquese en calquera momento para garantir un progreso sen problemas.
6. Probas de mostras
7. Proba e envellecemento na túa aplicación, resultados das probas de retroalimentación, sen necesidade de modificacións, produción en masa.

Preguntas que debes facer antes de personalizar un módulo de cámara Cales son os requisitos?

Módulo de cámara USBdebe ter os seguintes requisitos. Son os compoñentes máis importantes que engaden claridade fotográfica e un bo principio de funcionamento. Os compoñentes están ben especificados conectándose mediante circuítos integrados CMOS e CCD. Debe funcionar segundo os requisitos do usuario e actuar como unha opción de cámara fácil de usar. Conectarase con moitas cousas que engaden unha solución perfecta para os requisitos da cámara para a conexión USB.

• Lente
• sensor
• DSP
• PCB

Que resolución queres dunha cámara USB?

A resolución é un parámetro que se emprega para medir a cantidade de datos nunha imaxe de mapa de bits, que se expresa normalmente como ppp (puntos por polgada). En poucas palabras, a resolución da cámara refírese á capacidade da cámara para analizar a imaxe, é dicir, ao número de píxeles do sensor de imaxe da cámara. A resolución máis alta é o tamaño da capacidade da cámara para resolver imaxes no maior número de píxeles da cámara. A resolución actual do CMOS de 30 W de píxeles é de 640 × 480, e a resolución do CMOS de 50 W de píxeles é de 800 × 600. Os dous números de resolución representan as unidades do número de puntos na lonxitude e na anchura dunha imaxe. A relación de aspecto dunha imaxe dixital adoita ser de 4:3.

En aplicacións prácticas, se a cámara se usa para chat web ou videoconferencias, canto maior sexa a resolución, maior será o ancho de banda da rede necesario. Polo tanto, os consumidores deben prestar atención a este aspecto e escoller un píxel axeitado para os seus propios produtos segundo as súas necesidades.

Ángulo de campo de visión (FOV)?

O ángulo do campo de visión (FOV) refírese ao rango que a lente pode cubrir. (O obxecto non estará cuberto pola lente cando supere este ángulo). Unha lente de cámara pode cubrir unha ampla gama de escenas, xeralmente expresada por ángulo. Este ángulo denomínase campo de visión da lente. A área cuberta polo suxeito a través da lente no plano focal para formar unha imaxe visible é o campo de visión da lente. O campo de visión debe decidirse segundo o entorno da aplicación. Canto maior sexa o ángulo da lente, máis amplo será o campo de visión e viceversa.

Dimensión da cámara para a súa aplicación

Os principais parámetros que se calcularon co módulo da cámara son a dimensión, que varía máis segundo os diferentes requisitos

dependendo do tamaño e do formato óptico. Ten un campo de visión e unha distancia focal para acceder ao cálculo da dimensión do obxecto. Inclúe a distancia focal traseira e unha lente perfecta para o formato. O tamaño óptico da lente debe axustarse á súa aplicación e depender dun tamaño convencional. O diámetro varía segundo os sensores máis grandes e os implementos con cubertas de lentes. Depende da forma de viñeteado ou escuridade na esquina das imaxes.

Con centos de miles de aplicacións de módulos de cámara, as dimensións dos módulos representan o factor que máis varía. Os nosos enxeñeiros teñen a capacidade de desenvolver as dimensións exactas que mellor se adapten ao seu proxecto específico.

A EAU dos produtos

O custo do produto depende das especificacións. A cámara USB cun EAU pequeno non se suxire como personalizada. Dada a demanda constante e os requisitos de personalización como a lente, o tamaño e o sensor, un módulo de cámara personalizado é a mellor opción.

Escolla do módulo de cámara axeitado

En xeral, a maioría dos clientes estarán concentrados eno módulo da cámara dereitaque nunca se saberá que tipo de lente se necesita usar aquí. Empregouse unha enorme cantidade de teoría para concienciar á xente sobre a elección da lente perfecta e do módulo de cámara perfecto. A lente que se vaia escoller dependerá completamente do proceso que se vaia empregar. Debido ás diferentes solucións do sensor e DSP, e ás diferentes lentes, os efectos de imaxe do módulo da cámara tamén son moi diferentes. Algunhas cámaras pódense usar en diferentes aplicacións, pero outras só se poden usar nalgunhas aplicacións específicas para obter os mellores resultados de imaxe. Algunhas cámaras a nivel de estrela poden capturar imaxes en ambientes con pouca luz, pero a un prezo relativamente alto.

Impactos efectivos:

No caso de que teñas instalado o módulo da cámara ou a cámara na túa oficina ou nun cuarto pequeno, só unha distancia focal de 2,8 mm será suficiente nese momento. No caso de que queiras instalar o módulo da cámara ou a cámara no teu xardín, asegúrate de que requira unha distancia focal de entre 4 mm e 6 mm. A distancia focal aumenta debido a que o espazo é maior. Necesitarás unha distancia focal de 8 mm ou 12 mm para poder usala na túa fábrica ou na rúa, xa que o espazo será moi grande.

Cando queiras escoller o módulo de cámara para a luz NIR, a resposta espectral do módulo da cámara estará definida principalmente polo material da lente ou o material do sensor. Os sensores estarán completamente baseados en silicio e mostrarán a resposta efectiva á luz NIR dun xeito extraordinario. En comparación coa luz visible ou de 850 nm, a sensibilidade será moito menor para os 940 nm. Mesmo con esta imaxe fixa, poderás obter a imaxe de forma moi eficaz. O concepto máis importante neste proceso é crear suficiente luz para a cámara co propósito de detección. Nunca saberás perfectamente cando se poderá activar a cámara e cando se poderá captar o momento perfecto. Entón, nese momento, o sinal enviarase ata certo punto e poderase escoller o módulo de cámara axeitado.

Conclusión

Da discusión anterior, o módulo de cámara USB ten funcións xerais e móntase cun módulo de zoom automático. O foco fixo do módulo de cámara USB ten unha lente, unha base de espello, un circuíto integrado fotosensible, etc. Os usuarios deben atopar a diferenza entre os módulos de cámara USB e MIPI.

A módulo de cámara personalizadoé máis axeitado para o desenvolvemento de novas aplicacións. Porque o módulo de cámara personalizado pódese construír en función dos requisitos especificados. Da tendencia de desenvolvemento da cámara podemos aprender: en primeiro lugar, a cámara con píxeles máis altos (13 millóns, 16 millóns), sensor de imaxe de alta calidade (CMOS), alta velocidade de transmisión (USB 2.0, USB 3.0 e outras interfaces rápidas) será a tendencia futura; en segundo lugar, a personalización e a especialización (só se usa como dispositivo de entrada de vídeo profesional), a multifuncionalidade (con outras funcións, como a unidade flash que a acompaña, a tendencia cara ás cámaras dixitais, tamén é concebible que a cámara poida ter a función dun escáner no futuro), etc. En terceiro lugar, a experiencia do usuario é crucial, unhas funcións de aplicación máis amigables, máis fáciles de usar e máis prácticas son as necesidades reais dos clientes.