Kameras moduļa pielāgošanas galīgā vadlīnija

Mūsdienu pasaulē digitālās kameras kļūst ļoti izplatītas, pateicoties jaunām tehnoloģijām par viszemāko cenu diapazonu. Viens no svarīgākajiem jauno tehnoloģiju ieviešanas virzītājspēkiem ir CMOS attēla sensori. CMOS kameras moduļu ražošana ir bijusi lētāka salīdzinājumā ar citiem. Pateicoties jaunajām funkcijām, kas ieviestas mūsdienu kamerās ar CMOS sensoriem, kristāldzidru attēlu uzņemšana ir kļuvusi par ievērojamu iezīmi.Vadošais kameru moduļu ražotājsir aprīkots ar iegultu kameru ar uzlabotu veiktspēju un lielāku attēlu uzņemšanas ātrumu. CMOS sensori nodrošina shēmas nolasīšanu ar gaismjutīgo funkciju. Arī mūsdienu pikseļu arhitektūra ir radikāli mainījusies un palīdzējusi uzņemt attēlus izcilā kvalitātes diapazonā. Papildinošie metāla oksīda pusvadītāju attēlu sensori pārveido gaismu elektronos, tāpēc mūsdienu ierīcēs ir ieviests USB kameras modulis tā augstākās klases funkciju dēļ.

Kas ir kameras modulis?

Kameras modulis jeb kompaktais kameras modulis ir augstas klases attēla sensors, kas integrēts ar elektronisko vadības bloku, objektīvu, digitālo signāla procesoru un saskarni, piemēram, USB vai CSI. Kameras modulis ir plaši izmantots dažādās lietojumprogrammās, tostarp:

• Rūpnieciskā pārbaude
• Satiksme un drošība
• Mazumtirdzniecība un finanses
• Mājas un izklaide
• Veselība un uzturs

Attīstoties tehnoloģijām un interneta iespējām, tīkla ātrums ir ievērojami uzlabojies, un līdz ar to ir parādījušās jaunas fotografēšanas ierīces. Kameras moduļi ir plaši izmantoti viedtālruņos, planšetdatoros, datoros, robotos, dronos, medicīnas ierīcēs, elektroniskās ierīcēs un daudzās citās ierīcēs. Fotoattēlu tehnoloģiju uzplaukums ir pavēris ceļu 5 megapikseļu, 8 megapikseļu, 13 megapikseļu, 20 megapikseļu, 24 megapikseļu un citu ierīču ieviešanai.

Kameras modulis satur šādus komponentus, piemēram:

• Attēla sensors
• Objektīvs
• Digitālā signāla apstrāde
• Infrasarkanais filtrs
• Elastīga iespiedshēma vai iespiedshēmas plate
• Savienotājs

Objektīvs:

Jebkuras kameras kritiski svarīgā daļa ir objektīvs, un tam ir svarīga loma gaismas kvalitātē, kas nonāk uz attēla sensora, un tādējādi tas nosaka iegūtā attēla kvalitāti. Pareiza objektīva izvēle jūsu vajadzībām ir zinātne, un, precīzāk sakot, tā drīzāk ir optika. Izvēloties objektīvu atbilstoši lietojuma prasībām, jāņem vērā vairāki optiskie parametri, kas ietekmē objektīva izvēli, piemēram, objektīva sastāvs, konstrukcija (plastmasas vai stikla objektīvs), efektīvais fokusa attālums, F skaitlis, redzes lauks, lauka dziļums, TV kropļojumi, relatīvais apgaismojums, MTF (minimālais darbības ātrums) utt.

Attēla sensors

Attēla sensors ir sensors, kas uztver un pārraida informāciju, ko izmanto attēla izveidei. Sensors ir atslēga uzKameras modulislai noteiktu attēla kvalitāti. Neatkarīgi no tā, vai tā ir viedtālruņa kamera vai digitālā kamera, sensoriem ir svarīga loma. Pašlaik CMOS sensors ir populārāks un daudz lētāks ražošanā nekā CCD sensors.

Sensora tips — CCD pret CMOS

CCD sensors – CCD priekšrocības ir augsta jutība, zems trokšņa līmenis un liela signāla un trokšņa attiecība. Taču ražošanas process ir sarežģīts, izmaksas ir augstas un enerģijas patēriņš ir lielāks. CMOS sensors – CMOS priekšrocība ir augsta integrācija (AADC integrācija ar signāla procesoru var ievērojami samazināt izmēru), zems enerģijas patēriņš un zemas izmaksas. Taču troksnis ir relatīvi liels, jutība ir zema un gaismas avotam ir augstas prasības.

DSP:

Digitālā attēla signāla parametri tiek optimizēti arī ar virkni sarežģītu matemātisku algoritmu palīdzību. Vissvarīgākais ir tas, ka signāli tiek pārraidīti uz atmiņu vai arī tos var pārraidīt uz displeja komponentiem.

DSP struktūras ietvars ietver

• Interneta pakalpojumu sniedzējs
• JPEG kodētājs
• USB ierīces kontrolieris

Atšķirība starp USB kameras moduli un sensoru kameras moduli/CMOS kameras moduli USB 2.0 kameras modulis:

USB 2.0 kameras modulis tieši integrē kameras bloku un video uztveršanas bloku un pēc tam izveido savienojumu ar HOST SYSTEM, izmantojot USB saskarni. Tagad digitālo kameru moduļi CAMERA tirgū pamatā ir balstīti uz jauno datu pārraides USB 2.0 saskarni. Datori un citas mobilās ierīces tiek savienotas tieši, izmantojot USB saskarni, vienkārši pievienojot un atskaņojot. Šie UVC standarta USB 2.0 kameru moduļi ir saderīgi ar Windows (DirectShow) un Linux (V4L2) programmatūru, un tiem nav nepieciešami draiveri.

• USB video klases (UVC) standarts
• USB 2.0 maksimālais pārraides joslas platums ir 480 Mbps (t.i., 60 MB/s).
• Vienkārši un rentabli
• Pievienojiet un lietojiet
• Augsta saderība un stabilitāte
• Augstāks dinamiskais diapazons

Pēc tam, kad digitālais signāls ir apstrādāts ar programmatūru standarta operētājsistēmā, kas ir saderīga ar UVC standartiem, tas tiek izvadīts uz displeja ierīci.

USB 3.0 kameras modulis:

Salīdzinot ar USB 2.0 kameras moduli, USB 3.0 kamera nodrošina pārraidi lielākā ātrumā, un USB 3.0 ir pilnībā saderīgs ar USB 2.0 saskarni.

• USB 3.0 maksimālais pārraides joslas platums ir līdz 5,0 Gbps (640 MB/s).
• 9 kontaktu definīcija salīdzinājumā ar USB2.0 4 kontaktiem
• Pilnībā saderīgs ar USB 2.0
• SuperSpeed ​​savienojamība

CMOS kameras modulis (CCM)

CCM jeb Coms kameras moduli sauc arī par komplementāro metāla oksīda pusvadītāju kameras moduli, un tā galvenā ierīce ir noderīga dažādiem lietojumiem, piemēram, pārnēsājamām kameru iekārtām. Salīdzinot ar tradicionālajām kameru sistēmām, CCM ir daudz funkciju, tostarp

• Miniaturizācija
• Zems enerģijas patēriņš
• Augsts attēls
• Zemas izmaksas

USB kameras moduļa darbības princips

Caur objektīvu (LENS) ainas ģenerētais optiskais attēls tiek projicēts uz attēla sensora (SENSOR) virsmas un pēc tam pārveidots elektriskā signālā, kas pēc A/D (analogā/digitālā) pārveidošanas tiek pārveidots digitālā attēla signālā. Tas tiek nosūtīts uz digitālās apstrādes mikroshēmu (DSP) apstrādei un pēc tam caur I/O saskarni pārsūtīts uz datoru apstrādei, un pēc tam attēlu var redzēt displejā (DISPLEJĀ).

Kā pārbaudīt USB kameras un CCM (CMOS kameras moduli)? USB kamera: (piemēram, Amcap programmatūra)

1. darbība: pievienojiet kameru USB kamerai.

2. darbība: Pievienojiet USB kabeli datoram vai mobilajam tālrunim, izmantojot OTG adapteri.

Amcap:

Atveriet AMCap unIzvēlieties kameras moduli:

Izvēlieties izšķirtspēju sadaļā Opcija >> Video uzņemšanas piespraušana

Pielāgojiet kameras iestatījumus, piemēram, spilgtumu, kontrastu, baltā balansu... sadaļā Opcijas>> Video uzņemšanas filtrs

Amcap ļauj uzņemt attēlus un video.

CCM:

CCM ir sarežģītāks, jo saskarne ir MIPI vai DVP, un DSP ir atdalīts ar moduli. Ražošanā bieži tiek izmantota Dothinkey adaptera plate un meitas plate testēšanai:

Dothinkey adaptera plate:

Pievienojiet kameras moduli meitas platei (2. attēls).

Atveriet testēšanas programmatūru

Kameras moduļa pielāgota procesa ieskata

Tā kā ir simtiem tūkstošu kameru moduļu lietojumprogrammu, standarta OEM kameru moduļi nevar apmierināt visas konkrētās prasības, tāpēc pielāgošanas process ir nepieciešams un popularitāti gūst, modificējot aparatūru un programmaparatūru, tostarp moduļa izmērus, objektīva skata leņķi, automātiskā/fiksētā fokusa veidu un objektīva filtru, lai nodrošinātu inovācijas.

Vienreizējās inženierijas izmaksas pilnībā sedz jauna produkta ražošanas izpētes, izstrādes un projektēšanas izmaksas; tas ietver arī sākotnējās izmaksas. Vissvarīgākais ir tas, ka NRE ir vienreizējas izmaksas, kas var būt saistītas ar jauna dizaina vai aprīkojuma projektēšanu, ražošanu. Tas ietver arī atšķirīgas izmaksas jaunam procesam. Ja klients piekrīt NRE, piegādātājs pēc apmaksas nosūtīs rasējumu apstiprināšanai.

Pielāgota prasību plūsma

1. Jūs varat iesniegt rasējumus vai paraugus, kā arī pieprasīt dokumentāciju, ko izstrādājuši mūsu inženiertehniskie darbinieki.
2. Komunikācija
3. Mēs sazināsimies ar jums detalizēti, lai noteiktu jums nepieciešamo produktu un mēģinātu noteikt jums vispiemērotāko produktu atbilstoši jūsu vajadzībām.
4. Parauga izstrāde
5. Nosakiet izstrādes parauga detaļas un piegādes laiku. Sazinieties jebkurā laikā, lai nodrošinātu vienmērīgu progresu.
6. Paraugu testēšana
7. Pārbaudiet un novecojiet savā lietojumprogrammā, atgriezeniskās saites testa rezultāti, nav nepieciešams modificēt, masveida ražošana.

Jautājumi, kas jāuzdod pirms kameras moduļa pielāgošanas: Kādas ir prasības?

USB kameras modulisjāatbilst šādām prasībām. Tās ir vissvarīgākās sastāvdaļas, kas nodrošina fotoattēlu skaidrību un labu darbības principu. Sastāvdaļas ir labi definētas, savienojot tās, izmantojot CMOS un CCD integrētās shēmas. Tam jādarbojas atbilstoši lietotāja prasībām un jābūt lietotājam draudzīgam kameras savienojumam. Tas savienosies ar daudzām lietām, kas nodrošina perfektu risinājumu kameras USB savienojuma prasībām.

• Objektīvs
• sensors
• DSP
• PCB

Kādu izšķirtspēju vēlaties no USB kameras?

Izšķirtspēja ir parametrs, ko izmanto, lai mērītu datu apjomu rastra attēlā, un to parasti izsaka dpi (punkts collā). Vienkārši sakot, kameras izšķirtspēja attiecas uz kameras spēju analizēt attēlu, tas ir, kameras attēla sensora pikseļu skaitu. Augstākā izšķirtspēja ir kameras spējas izšķirt attēlus ar visaugstāko pikseļu skaitu kamerā. Pašreizējā 30 W pikseļu CMOS izšķirtspēja ir 640 × 480, bet 50 W pikseļu CMOS izšķirtspēja ir 800 × 600. Abi izšķirtspējas skaitļi apzīmē punktu skaita mērvienības attēla garumā un platumā. Digitālā attēla malu attiecība parasti ir 4:3.

Praktiskos pielietojumos, ja kamera tiek izmantota tīmekļa tērzēšanai vai videokonferencēm, jo ​​augstāka ir izšķirtspēja, jo lielāks tīkla joslas platums ir nepieciešams. Tāpēc patērētājiem jāpievērš uzmanība šim aspektam un jāizvēlas saviem produktiem piemērots pikselis atbilstoši savām vajadzībām.

Redzes lauka leņķis (FOV)?

Redzeslauks (FOV) attiecas uz diapazonu, ko var aptvert objektīvs. (Objekts netiks aptverts ar objektīvu, ja tas pārsniedz šo leņķi.) Kameras objektīvs var aptvert plašu ainu diapazonu, ko parasti izsaka ar leņķi. Šo leņķi sauc par objektīva redzeslauku (FOV). Laukums, ko objekts aptver caur objektīvu fokusa plaknē, lai izveidotu redzamu attēlu, ir objektīva redzeslauks. Redzeslauks jānosaka atkarībā no lietošanas vides. Jo lielāks objektīva leņķis, jo plašāks redzeslauks un otrādi.

Kameras izmēri jūsu lietojumprogrammai

Galvenie parametri, kas aprēķināti ar kameras moduli, ir izmērs, kas visvairāk atšķiras atkarībā no dažādām prasībām.

atkarībā no izmēra un optiskā formāta. Tam ir redzes lauks un fokusa attālums, lai piekļūtu objekta izmēru aprēķināšanai. Tas ietver aizmugurējo fokusa attālumu un perfektu objektīvu atbilstoši formātam. Objektīva optiskajam izmēram ir jāatbilst jūsu lietojumam un jābūt atkarīgam no parastā objektīva. Diametrs mainās atkarībā no lielākiem sensoriem un ierīcēm ar objektīva pārsegiem. Tas ir atkarīgs no vinjetēšanas vai tumšo laukumu veida attēlu stūros.

Ņemot vērā simtiem tūkstošu kameru moduļu lietojumprogrammu, moduļu izmēri ir faktors, kas mainās visvairāk. Mūsu inženieriem ir iespēja izstrādāt precīzus izmērus, kas vislabāk atbildīs jūsu konkrētajam projektam.

Produktu EAU

Produkta cena ir atkarīga no specifikācijas. USB kamera ar nelielu EAU nav paredzēta kā pielāgota. Ņemot vērā pastāvīgo pieprasījumu un personalizācijas prasības, piemēram, objektīvu, izmēru, sensoru, pielāgots kameras modulis ir labākā izvēle.

Pareizā kameras moduļa izvēle

Kopumā lielākā daļa klientu koncentrēsies uzlabais kameras moduliska nekad nezinās, kāda veida objektīvs šeit ir nepieciešams. Šeit ir izmantots milzīgs daudzums teoriju, lai informētu cilvēkus par to, kā izvēlēties perfekto objektīvu un perfekto kameras moduli. Jūsu izvēlētais objektīvs būs pilnībā atkarīgs no procesa, ko izmantosiet. Sensora un DSP atšķirīgo risinājumu, kā arī objektīvu atšķirību dēļ un kameras moduļa attēlveidošanas efekti ir ļoti atšķirīgi. Dažas kameras var izmantot dažādos pielietojumos, bet dažas var izmantot tikai dažos specifiskos pielietojumos, lai iegūtu labākos attēlveidošanas rezultātus. Dažas zvaigžņu līmeņa kameras var uzņemt attēlus vājā apgaismojumā, bet par salīdzinoši augstu cenu.

Efektīva ietekme:

Ja kameras modulis vai kamera ir uzstādīta birojā vai nelielā guļamistabā, tad pietiks tikai ar 2,8 mm fokusa attālumu. Ja vēlaties uzstādīt kameras moduli vai kameru savā pagalmā, tad noteikti ir nepieciešams 4–6 mm fokusa attālums. Fokusa attālums ir lielāks, jo telpa ir lielāka. Ja nepieciešams 8 mm vai 12 mm fokusa attālums, to var izmantot rūpnīcā vai uz ielas, jo telpa būs ļoti liela.

Izvēloties kameras moduli NIR gaismai, kameras moduļa spektrālo reakciju galvenokārt noteiks lēcas materiāls vai sensora materiāls. Sensori būs pilnībā izgatavoti no silīcija bāzes, un tie parādīs efektīvo reakciju uz NIR gaismu visneparastākajā veidā. Salīdzinot ar redzamo gaismu vai 850 nm, 940 nm jutība būs daudz mazāka. Pat ja tas notiek, attēlu var iegūt ļoti efektīvi. Vissvarīgākais šajā procesā iesaistītais jēdziens ir pietiekami daudz gaismas radīšana kamerai detektēšanas nolūkos. Nekad nevar precīzi zināt, kad kamera varēs iedarboties un kad tā varēs uztvert perfekto laiku, kas būs ļoti atšķirīgs. Tātad tajā laikā signāls tiks nosūtīts noteiktā attālumā, un būs iespējams izvēlēties pareizo kameras moduli.

Secinājums

No iepriekš minētās diskusijas USB kameras modulim ir vispārējās funkcijas un tas ir aprīkots ar automātiskās tālummaiņas moduli. USB kameras moduļa fiksētajam fokusam ir objektīvs, spoguļa pamatne, gaismjutīga integrētā shēma utt. Lietotājiem jāatrod atšķirība starp USB un MIPI kameras moduļiem.

A pielāgots kameras modulisir piemērotāks jaunu lietojumprogrammu izstrādei. Tā kā pielāgotu kameras moduli var veidot, pamatojoties uz noteiktajām prasībām. No kameras attīstības tendencēm mēs varam secināt: pirmkārt, lielāka pikseļu skaita (13 miljoni, 16 miljoni), augstas kvalitātes attēla sensora (CMOS), liela pārraides ātruma (USB2.0, USB3.0 un citu ātru saskarņu) kamera būs nākotnes tendence; otrkārt, pielāgošana un specializācija (izmantota tikai kā profesionāla video ievades ierīce), daudzfunkcionalitāte (ar citām funkcijām, piemēram, pievienoto zibatmiņas disku, tendence uz digitālajām kamerām, ir iedomājams arī, ka kamera nākotnē varētu pildīt skenera funkciju) utt. Treškārt, lietotāja pieredze ir ļoti svarīga, lietotājam draudzīgāka, vieglāk lietojama un praktiskākas lietojumprogrammu funkcijas ir klientu reālās vajadzības.