A kameramodul testreszabásának végső útmutatója

A modern világban a digitális fényképezőgépek az új technológiának köszönhetően nagyon elterjedtek a legalacsonyabb árkategóriában. Az új technológia bevezetésének egyik fontos mozgatórugója a CMOS képérzékelők. A CMOS kameramodul gyártása olcsóbb a többihez képest. A modern, CMOS érzékelővel ellátott kamerákban bevezetett új funkcióknak köszönhetően a kristálytiszta képek készítése kiemelkedő.A vezető kameramodul-gyártóegy megnövelt teljesítményű és gyorsabb képrögzítési sebességű beágyazott kamerával érkezik. A CMOS érzékelők biztosítják a fényérzékeny áramkörök kiolvasását. A modern kor pixelarchitektúrája is radikálisan megváltozott, és kiváló minőségű képek rögzítését tette lehetővé. A kiegészítő fém-oxid-félvezető képérzékelők a fényt elektronokká alakítják, így a modern eszközökben bevezették az USB kameramodult a csúcskategóriás funkciói miatt.

Mi az a kameramodul?

A kameramodul vagy kompakt kameramodul egy csúcskategóriás képérzékelő, amely integrálva van az elektronikus vezérlőegységgel, az objektívvel, a digitális jelfeldolgozóval és az interfésszel, például az USB vagy a CSI-vel. A kameramodult széles körben használják különféle alkalmazásokban, többek között:

• Ipari ellenőrzés
• Forgalom és biztonság
• Kiskereskedelem és pénzügyek
• Otthon és szórakozás
• Egészség és táplálkozás

A technológia és az internetes lehetőségek fejlődésével a hálózati sebesség jelentősen javult, és az új fényképező eszközök megjelenésével párosult. A kameramodulokat széles körben használják okostelefonokban, táblagépekben, PC-kben, robotokban, drónokban, orvostechnikai eszközökben, elektronikus eszközökben és sok másban. A fényképező technológia fellendülése utat nyitott az 5 megapixeles, 8 megapixeles, 13 megapixeles, 20 megapixeles, 24 megapixeles és egyéb modellek bevezetésének.

A kameramodul a következő alkatrészeket tartalmazza, mint például

• Képérzékelő
• Lencse
• Digitális jelfeldolgozás
• Infravörös szűrő
• Rugalmas nyomtatott áramkör vagy nyomtatott áramköri lap
• Csatlakozó

Lencse:

Bármely kamera kritikus része a lencse, és fontos szerepet játszik a képérzékelőre eső fény minőségében, és ezáltal meghatározza a kimeneti kép minőségét. A megfelelő objektív kiválasztása az adott alkalmazáshoz tudomány, pontosabban inkább optikát jelent. Számos optikai paramétert kell figyelembe venni az alkalmazás követelményeinek megfelelő objektív kiválasztásakor, amelyek befolyásolják az objektív kiválasztását, mint például a lencse összetétele, a lencse felépítése (műanyag vagy üveg lencse), a tényleges fókusztávolság, az F-szám, a látómező, a mélységélesség, a TV-torzítás, a relatív megvilágítás, az MTF stb.

Képérzékelő

A képérzékelő egy olyan érzékelő, amely érzékeli és továbbítja a kép létrehozásához szükséges információkat. Az érzékelő a kulcs a képalkotáshoz.Kameramodula kép minőségének meghatározására. Akár okostelefon-kameráról, akár digitális fényképezőgépről van szó, az érzékelők fontos szerepet játszanak. Jelenleg a CMOS érzékelő népszerűbb és sokkal olcsóbb előállítani, mint a CCD érzékelőt.

Érzékelő típusa - CCD vs. CMOS

CCD-érzékelő – A CCD előnyei a nagy érzékenység, az alacsony zajszint és a magas jel-zaj arány. De a gyártási folyamat bonyolult, magas költségű és energiafogyasztású. CMOS-érzékelő – A CMOS előnye a magas integráció (az AADC és a jelfeldolgozó integrálása jelentősen csökkentheti a kis méretet), az alacsony energiafogyasztás és az alacsony költség. De a zaj viszonylag nagy, az érzékenység alacsony, és a fényforrással szembeni magas követelményeket támaszt.

DSP:

A digitális képjel paramétereit szintén egy sor komplex matematikai algoritmus segítségével optimalizálják. A legfontosabb, hogy a jelek továbbításra kerülnek a tárolóba, vagy továbbíthatók a kijelző komponensekhez.

A DSP struktúra keretrendszere magában foglalja

• Internetszolgáltató
• JPEG kódoló
• USB-eszközvezérlő

Az USB kameramodul és az érzékelő kameramodul/CMOS kameramodul közötti különbség: USB 2.0 kameramodul:

Az USB 2.0 kameramodul közvetlenül integrálja a kameraegységet és a videorögzítő egységet, majd az USB interfészen keresztül csatlakozik a HOST SYSTEM-hez. A CAMERA piacon jelenleg kapható digitális kameramodulok alapvetően az új adatátviteli USB 2.0 interfészen alapulnak. A számítógépek és más mobileszközök közvetlenül az USB interfészen keresztül csatlakoznak, egyszerűen csak csatlakoztasd és játssz. Ezek az UVC-kompatibilis USB 2.0 kameramodulok kompatibilisek a Windows (DirectShow) és Linux (V4L2) szoftverekkel, és nem igényelnek illesztőprogramokat.

• USB videó osztály (UVC) szabvány
• Az USB 2.0 maximális átviteli sávszélessége 480 Mbps (azaz 60 MB/s).
• Egyszerű és költséghatékony
• Csatlakoztasd és játssz
• Nagyfokú kompatibilitás és stabilitás
• Nagyobb dinamikatartomány

Miután a szabványos, UVC szabványokkal kompatibilis operációs rendszeren futó szoftver feldolgozta a digitális jelet, az a kijelzőre kerül.

USB 3.0 kamera modul:

Az USB 2.0 kameramodulhoz képest az USB 3.0 kamera nagyobb sebességű átvitelt tesz lehetővé, és az USB 3.0 teljes mértékben kompatibilis az USB 2.0 interfésszel.

• Az USB 3.0 maximális átviteli sávszélessége akár 5.0 Gbps (640 MB/s) is lehet.
• 9 tűs definíció az USB2.0 4 tűs csatlakozójához képest
• Teljesen kompatibilis az USB 2.0-val
• Szupergyors csatlakozás

CMOS kameramodul (CCM)

A CCM vagy Coms kameramodult komplementer fém-oxid félvezető kameramodulnak is nevezik, amelynek központi eleme különféle alkalmazásokban, például hordozható kameraberendezésekben hasznos. A hagyományos kamerarendszerekhez képest a CCM számos funkcióval rendelkezik, többek között

• Miniatürizálás
• Alacsony energiafogyasztás
• Magas kép
• Alacsony költség

USB kamera modul működési elve

A jelenet által a lencsén (LENS) keresztül generált optikai képet a képérzékelő (SENSOR) felületére vetítik, majd elektromos jellé alakítják, amely az A/D (analóg/digitális) átalakítás után digitális képjellé alakul. A kép a digitális feldolgozó chipre (DSP) kerül feldolgozásra, majd az I/O interfészen keresztül továbbítódik a számítógéphez feldolgozásra, így a kép a kijelzőn (DISPLAY) tekinthető meg.

Hogyan tesztelhetek USB kamerákat és CCM-et (CMOS kameramodul)? USB kamera: (például Amcap szoftverrel)

1. lépés: Csatlakoztassa a kamerát egy USB kamerához.

2. lépés: Csatlakoztassa az USB-kábelt a számítógéphez vagy a mobiltelefonhoz OTG adapteren keresztül.

Amcap:

Nyissa meg az AMCap-et, ésVálassza ki a kameramodult:

Válassza ki a felbontást az Option>> Video Capture Pin menüpontban.

Állítsa be a kamera beállításait, mint például a Fényerő, Kontraszt, Fehéregyensúly... az Opciók>> Videofelvétel szűrő menüpontban.

Az Amcap lehetővé teszi a képek és videók rögzítését.

CCM:

A CCM bonyolultabb, mivel az interfész MIPI vagy DVP, és a DSP elkülönül a modultól. A Dothinkey adapterkártya és a bővítőkártya használata tesztelésre gyakori a gyártásban:

Dothinkey adapterlap:

csatlakoztassa a kameramodult a bővítőkártyához (2. kép).

Nyissa meg a tesztelőszoftvert

Kameramodul testreszabott folyamatbetekintés

Több százezer kameramodul-alkalmazás esetén a szabványos OEM kameramodulok nem tudnak minden egyes konkrét követelménynek megfelelni, ezért a testreszabási folyamat szükségességgel és népszerűséggel jár, a hardver és a firmware módosításával, beleértve a modul méretét, az objektív látószögét, az automatikus/fix fókusz típusát és az objektívszűrőt, az innováció elősegítése érdekében.

Az egyszeri mérnöki költségek teljes mértékben lefedik az új termék előállításához szükséges kutatást, fejlesztést és tervezést; ide tartoznak az előzetes költségek is. A legfontosabb, hogy az NRE egy egyszeri költség, amely egy új terv vagy berendezés tervezéséhez, gyártásához kapcsolódhat. Ez magában foglalja az új folyamatokhoz kapcsolódó eltérő költségeket is. Ha az ügyfél elfogadja az NRE-t, akkor a beszállító a fizetés után elküldi a rajzot megerősítésre.

Testreszabott követelményfolyamat

1. Rajzokat vagy mintákat is biztosíthat, valamint dokumentációt kérhet, amelyet mérnöki munkatársaink készítettek.
2. Kommunikáció
3. Részletesen felvesszük Önnel a kapcsolatot, hogy meghatározzuk az Önre vonatkozó szükséges termékeket, és megpróbáljuk az Ön igényeinek leginkább megfelelő terméket kiválasztani.
4. Mintafejlesztés
5. Határozza meg a fejlesztési minta részleteit és a szállítási határidőt. Bármikor kommunikáljon a zökkenőmentes előrehaladás biztosítása érdekében.
6. Mintavételes tesztelés
7. Tesztelés és öregítés az alkalmazáson, visszajelzés a teszteredményekről, nincs szükség módosításra, tömeggyártás.

Kérdések, amelyeket fel kell tennie egy kameramodul testreszabása előttMilyen követelményeknek kell megfelelnie?

Az USB kamera modula következő követelményeknek kell megfelelnie. Ezek a legfontosabb alkatrészek, amelyek biztosítják a fotók tisztaságát és a jó működési elvet. Az alkatrészek jól specifikáltak, CMOS és CCD integrált áramkörökön keresztül csatlakoznak. A felhasználói igényeknek megfelelően kell működnie, és felhasználóbarát kameraopcióként kell működnie. Sok olyan dologgal kell csatlakoztatni, amelyek tökéletes megoldást jelentenek az USB-kapcsolattal kapcsolatos kamerakövetelmények kielégítésére.

• Lencse
• érzékelő
• DSP
• NYÁK-on

Milyen felbontást szeretnél egy USB kamerától?

A felbontás egy paraméter, amely a bitképes képben lévő adatmennyiség mérésére szolgál, általában dpi-ben (pont/hüvelyk) fejezik ki. Egyszerűen fogalmazva, a kamera felbontása a kamera képelemző képességére utal, azaz a kamera képérzékelőjének pixelszámára. A legnagyobb felbontás a kamera azon képessége, hogy a lehető legnagyobb képpontszámmal tudja felbontani a képeket. A jelenlegi 30 W-os CMOS felbontás 640×480, az 50 W-os CMOS felbontása pedig 800×600. A felbontás két száma a kép hosszának és szélességének pontjainak számát jelöli. A digitális kép képaránya általában 4:3.

Gyakorlati alkalmazásokban, ha a kamerát webes csevegésre vagy videokonferenciára használják, minél nagyobb a felbontás, annál nagyobb hálózati sávszélességre van szükség. Ezért a fogyasztóknak figyelniük kell erre a szempontra, és az igényeiknek megfelelően kell kiválasztaniuk a saját termékeikhez megfelelő pixelt.

A látószög (FOV)?

A látószög (FOV) az objektív által lefedhető tartományra utal. (A tárgyat nem fedi le az objektív, ha az meghaladja ezt a szöget.) Egy kameraobjektív a jelenetek széles skáláját képes lefedni, amit általában szöggel fejeznek ki. Ezt a szöget nevezik objektív látómezőnek (FOV). Az a terület, amelyet a téma a lencsén keresztül a fókuszsíkon lefed, hogy látható képet alkosson, az objektív látómezeje. A látómezőt az alkalmazási környezetnek kell meghatároznia. Minél nagyobb az objektív látószöge, annál szélesebb a látómező, és fordítva.

Kamera mérete az Ön alkalmazásához

A kameramodullal kiszámított fő paraméterek a méretek, amelyek a különböző követelményektől függően a legnagyobb mértékben változnak.

mérettől és optikai formátumtól függően. Látómezővel és fókusztávolsággal rendelkezik az objektumméret-számításhoz. Magában foglalja a hátsó fókusztávolságot, és a formátumhoz tökéletesen illeszkedő lencsét tartalmaz. A lencse optikai méretének illeszkednie kell az alkalmazáshoz, és a hagyományos lencsék méretétől kell függenie. Az átmérő a nagyobb érzékelőktől és a lencsevédőkkel ellátott eszközöktől függően változik. Függ a képek sarkain lévő vignettálás vagy sötétedés formájától.

Több százezer kameramodul-alkalmazás esetében a modul méretei jelentik a legnagyobb változó tényezőt. Mérnökeink képesek kidolgozni a pontos méreteket, amelyek az Ön konkrét projektjéhez a legmegfelelőbbek.

A termékek EAU-ja

A termék ára a specifikációtól függ. A kis EAU-val (elektronikus egység) rendelkező USB-kamera nem tekinthető egyedinek. A folyamatos kereslet és személyre szabási követelmények, például az objektív, a méret, az érzékelő miatt egy egyedi kameramodul a legjobb választás.

A megfelelő kameramodul kiválasztása

Általánosságban elmondható, hogy a vásárlók többsége erre fog koncentrálnia jobb oldali kameramodulhogy soha nem fogja tudni, milyen objektívre van szükség ehhez. Rengeteg elméletet használtak már fel arra, hogy segítsék az embereket a tökéletes objektív és a tökéletes kameramodul kiválasztásában. A választott objektív teljes mértékben attól függ, hogy milyen folyamatot fog használni. Az érzékelő és a DSP, valamint az objektívek eltérő megoldásai miatt a különböző objektívek és a kameramodul képalkotási hatásai is nagyon eltérőek lehetnek. Egyes kamerák különböző alkalmazásokban használhatók, de mások csak bizonyos speciális alkalmazásokban érhetők el a legjobb képalkotási eredmények elérése érdekében. Egyes csillagszintű kamerák gyenge fényviszonyok mellett is képesek képeket készíteni, de viszonylag magas áron.

Hatékony hatások:

Ha a kameramodult vagy kamerát az irodájába vagy egy kis hálószobájába telepítette, akkor a 2,8 mm-es fókusztávolság elegendő lesz. Ha a hátsó udvarában szeretné telepíteni a kameramodult vagy kamerát, akkor mindenképpen 4-6 mm-es fókusztávolságra van szüksége. A fókusztávolság nagyobb, mivel a hely nagyobb. Ha 8 vagy 12 mm-es fókusztávolságra van szüksége, ezt használhatja a gyárában vagy az utcán, mivel a hely nagyon nagy lesz.

Amikor a közeli infravörös (NIR) fényhez kameramodult választunk, a kameramodul spektrális válaszát nagyban meghatározza a lencse vagy az érzékelő anyaga. Az érzékelők teljes mértékben szilícium alapúak lesznek, és rendkívüli módon mutatják a közeli infravörös fényre adott effektív választ. A látható fényhez vagy a 850 nm-hez képest a 940 nm-es hullámhosszon az érzékenység sokkal kisebb lesz. Még így is nagyon hatékony képet kaphatunk. A folyamat legfontosabb koncepciója, hogy elegendő fényt teremtsünk a kamera számára az érzékeléshez. Soha nem tudhatjuk pontosan, hogy mikor tud a kamera bekapcsolni, és mikor tudja a tökéletes időzítést rögzíteni, ami nagyon eltérő lesz. Tehát ebben az időben a jel egy adott mértékben kerül elküldésre, és ki lehet választani a megfelelő kameramodult.

Következtetés

A fentiekből kitűnik, hogy az USB kameramodul általános funkciókkal rendelkezik, és egy automatikus zoom modullal van felszerelve. Az USB kameramodul fix fókuszú lencsével, tüköralapzattal, fényérzékeny integrált áramkörrel stb. rendelkezik. A felhasználóknak meg kell találniuk a különbséget az USB és a MIPI kameramodulok között.

A testreszabott kameramodulalkalmasabb új alkalmazások fejlesztésére. Mivel az egyedi kameramodul a megadott követelmények alapján építhető fel. A kamera fejlesztési trendjéből a következőket tanulhatjuk: Először is, a nagyobb pixelszámú (13 millió, 16 millió), kiváló minőségű képérzékelővel (CMOS), nagy átviteli sebességgel (USB2.0, USB3.0 és egyéb gyors interfészek) rendelkező kamera lesz a jövő trendje; Másodszor, a testreszabhatóság és specializáció (csak professzionális videobemeneti eszközként használható), multifunkcionalitás (más funkciókkal, például a hozzá tartozó pendrive-mal, a digitális fényképezőgépek felé irányuló trenddel az is elképzelhető, hogy a kamera a jövőben szkenner funkcióval is rendelkezhet) stb. Harmadszor, a felhasználói élmény kulcsfontosságú, a felhasználóbarátabb, könnyebben használható és praktikusabb alkalmazási funkciók a vásárlók valódi igényei.