De ultieme handleiding voor het aanpassen van een cameramodule

In de moderne wereld zijn digitale camera's zeer gangbaar geworden dankzij nieuwe technologieën en de laagste prijzen. Een belangrijke drijfveer achter de introductie van deze nieuwe technologie is de CMOS-beeldsensor. De CMOS-cameramodule is, in vergelijking met andere modules, goedkoper om te produceren. Dankzij de nieuwe functies die moderne camera's met CMOS-sensoren bieden, is het maken van haarscherpe foto's een vanzelfsprekendheid geworden.De toonaangevende fabrikant van cameramodulesEr zijn steeds meer ingebouwde camera's met verbeterde prestaties en een hogere beeldsnelheid. CMOS-sensoren zorgen ervoor dat de circuits met hun lichtgevoelige eigenschappen worden uitgelezen. De pixelarchitectuur is in de moderne tijd ook radicaal veranderd en heeft bijgedragen aan het vastleggen van beelden in een uitstekende kwaliteit. Complementaire metaaloxide-halfgeleider (CMOS) beeldsensoren zetten licht om in elektronen, waardoor in moderne apparaten de USB-cameramodule is geïntroduceerd vanwege de hoogwaardige functies.

Wat is een cameramodule?

Een cameramodule of compacte cameramodule is een hoogwaardige beeldsensor die is geïntegreerd met de elektronische besturingseenheid, lens, digitale signaalprocessor en een interface zoals USB of CSI. Cameramodules worden veelvuldig gebruikt in diverse toepassingen, waaronder:

• Industriële inspectie
• Verkeer en veiligheid
• Detailhandel & Financiën
• Wonen en entertainment
• Gezondheid en voeding

Door de ontwikkeling van technologie en internetvoorzieningen is de netwerksnelheid enorm verbeterd, wat gepaard is gegaan met de introductie van nieuwe camera's. Cameramodules worden nu veelvuldig gebruikt in smartphones, tablets, pc's, robots, drones, medische apparaten, elektronische apparaten en nog veel meer. De explosieve groei in de fotografische technologie heeft de weg vrijgemaakt voor de introductie van camera's met 5, 8, 13, 20, 24 megapixels en meer.

De cameramodule bevat de volgende componenten, zoals:

• Beeldsensor
• Lens
• Digitale signaalverwerking
• Infraroodfilter
• Flexibele printplaat of printplaat
• Connector

Lens:

Het cruciale onderdeel van elke camera is de lens. Deze speelt een belangrijke rol in de kwaliteit van het licht dat op de beeldsensor valt en bepaalt daarmee de kwaliteit van de uiteindelijke afbeelding. Het kiezen van de juiste lens voor een specifieke toepassing is een wetenschap, of preciezer gezegd, een vorm van optica. Er zijn diverse optische parameters waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze van een lens die aan de eisen van de toepassing voldoet. Denk hierbij aan de lenssamenstelling, de constructie (plastic of glas), de effectieve brandpuntsafstand, het diafragma (F-nummer), het gezichtsveld, de scherptediepte, tv-vervorming, relatieve belichting, MTF, enzovoort.

Beeldsensor

Een beeldsensor is een sensor die informatie detecteert en doorgeeft die gebruikt wordt om een ​​beeld te maken. De sensor is de sleutel tot het beeld.Cameramoduleom de beeldkwaliteit te bepalen. Of het nu een smartphonecamera of een digitale camera is, sensoren spelen een belangrijke rol. Momenteel is de CMOS-sensor populairder en veel goedkoper om te produceren dan de CCD-sensor.

Sensortype: CCD versus CMOS

CCD-sensor – De voordelen van CCD zijn een hoge gevoeligheid, lage ruis en een grote signaal-ruisverhouding. Maar het productieproces is complex, de kosten zijn hoog en het energieverbruik is hoog. CMOS-sensor – Het voordeel van CMOS is de hoge integratiegraad (door AADC te integreren met een signaalprocessor kan de sensor aanzienlijk kleiner worden gemaakt), het lage energieverbruik en de lage kosten. Maar de ruis is relatief hoog, de gevoeligheid is laag en er worden hoge eisen gesteld aan de lichtbron.

DSP:

De parameters van het digitale beeldsignaal worden ook geoptimaliseerd met behulp van een reeks complexe wiskundige algoritmen. Het belangrijkste is dat de signalen naar het geheugen worden verzonden, of naar de weergavecomponenten.

Het DSP-structuurraamwerk omvat

• ISP
• JPEG-encoder
• USB-apparaatcontroller

Het verschil tussen een USB-cameramodule en een sensorcameramodule/CMOS-cameramodule. USB 2.0-cameramodule:

De USB 2.0-cameramodule integreert de camera-unit en de video-opname-unit direct en maakt vervolgens via de USB-interface verbinding met het hostsysteem. De digitale cameramodules die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn, maken in principe gebruik van de nieuwe USB 2.0-interface voor gegevensoverdracht. Computers en andere mobiele apparaten kunnen direct via de USB-interface worden aangesloten; het is plug-and-play. Deze UVC-compatibele USB 2.0-cameramodules zijn compatibel met Windows (DirectShow) en Linux (V4L2) en vereisen geen drivers.

• USB Video Class (UVC)-standaard
• De maximale transmissiebandbreedte van USB 2.0 is 480 Mbps (oftewel 60 MB/s).
• Eenvoudig en kosteneffectief
• Plug and play
• Hoge compatibiliteit en stabiliteit
• Groter dynamisch bereik

Nadat het digitale signaal is verwerkt door de software op het standaard besturingssysteem dat compatibel is met UVC-standaarden, wordt het naar het beeldscherm gestuurd.

USB 3.0-cameramodule:

In vergelijking met een USB 2.0-cameramodule maakt een USB 3.0-camera een hogere overdrachtssnelheid mogelijk, en USB 3.0 is volledig compatibel met de USB 2.0-interface.

• De maximale transmissiebandbreedte van USB 3.0 bedraagt ​​tot 5,0 Gbps (640 MB/s).
• Definitie van 9 pinnen vergeleken met USB 2.0 met 4 pinnen.
• Volledig compatibel met USB 2.0
• SuperSpeed-verbinding

CMOS-cameramodule (CCM)

CCM, ofwel Coms Camera Module, wordt ook wel Complementary Metal Oxide Semiconductor Camera Module genoemd. De kern van deze module is bruikbaar voor diverse toepassingen, zoals draagbare camera-apparatuur. In vergelijking met traditionele camerasystemen heeft CCM veel functies, waaronder:

• Miniaturisatie
• Laag energieverbruik
• Hoge beeldkwaliteit
• Lage kosten

Werkingsprincipe van de USB-cameramodule

Het optische beeld dat door de lens (LENS) van de scène wordt gegenereerd, wordt geprojecteerd op het oppervlak van de beeldsensor (SENSOR) en vervolgens omgezet in een elektrisch signaal. Dit signaal wordt na analoog-digitaalconversie (A/D-conversie) omgezet in een digitaal beeldsignaal. Dit signaal wordt naar de digitale verwerkingschip (DSP) gestuurd voor verwerking en vervolgens via de I/O-interface naar de computer verzonden voor verdere verwerking. Het beeld kan vervolgens op het scherm (DISPLAY) worden weergegeven.

Hoe test je USB-camera's en CCM's (CMOS-cameramodules)? USB-camera: (bijvoorbeeld met Amcap-software)

Stap 1: Sluit de camera aan met een USB-kabel.

Stap 2: Verbind de USB-kabel met de pc of mobiele telefoon via de OTG-adapter.

Amcap:

Open AMCap enSelecteer uw cameramodule:

Kies de resolutie via Opties >> Video-opnamepin.

Pas de camerafuncties aan, zoals helderheid, contrast en witbalans, via Opties >> Videofilter.

Met Amcap kunt u foto's en video's vastleggen.

CCM:

CCM is complexer omdat de interface MIPI of DVP is en de DSP gescheiden is van de module. Het gebruik van een Dothinkey-adapterkaart en een dochterkaart voor testen is gebruikelijk in de productieomgeving.

Dothinkey adapterkaart:

Sluit de cameramodule aan op de dochterprintplaat (afbeelding 2).

Open de testsoftware.

Inzicht in het aangepaste proces van de cameramodule

Met honderdduizenden toepassingen voor cameramodules kunnen de standaard OEM-cameramodules niet aan alle specifieke eisen voldoen. Daarom is maatwerk noodzakelijk en populair geworden. Aanpassingen aan de hardware en firmware, zoals moduleafmetingen, lensbeeldhoek, autofocus/vaste focus en lensfilters, stimuleren innovatie.

Niet-terugkerende engineeringkosten (NRE) omvatten het onderzoek, de ontwikkeling en het ontwerp voor de productie van een nieuw product; dit omvat ook de initiële kosten. Het belangrijkste is dat NRE een eenmalige kostenpost is die kan worden gekoppeld aan het ontwerp of de fabricage van een nieuw product of apparatuur. Dit kan ook van toepassing zijn op een nieuw proces. Als de klant akkoord gaat met de NRE, stuurt de leverancier na betaling de tekening ter bevestiging.

Aangepaste vereistenstroom

1. U kunt tekeningen of monsters aanleveren, en ook documentatie aanvragen die door onze technische staf is ontwikkeld.
2. Mededeling
3. We zullen uitgebreid met u overleggen om te bepalen welk product u nodig heeft en proberen het meest geschikte product voor u samen te stellen, afgestemd op uw wensen.
4. Monsterontwikkeling
5. Bepaal de details van het ontwikkelingsprototype en de levertijd. Communiceer te allen tijde om een ​​vlotte voortgang te garanderen.
6. Steekproefsgewijze controle
7. Test en beoordeel uw toepassing, ontvang feedback op de testresultaten, geen aanpassingen nodig, massaproductie mogelijk.

Vragen die u moet stellen voordat u een cameramodule op maat laat maken: Wat zijn de vereisten?

De USB-cameramoduleDe camera moet aan de volgende eisen voldoen. Dit zijn de belangrijkste componenten die zorgen voor heldere foto's en een goede werking. De componenten zijn goed gespecificeerd door middel van CMOS- en CCD-geïntegreerde circuits. De camera moet voldoen aan de eisen van de gebruiker en een gebruiksvriendelijke optie bieden. Hij kan met veel apparaten worden verbonden en vormt een perfecte oplossing voor camera's met een USB-aansluiting.

• Lens
• sensor
• DSP
• PCB

Welke resolutie verwacht je van een USB-camera?

Resolutie is een parameter die wordt gebruikt om de hoeveelheid gegevens in een bitmapafbeelding te meten, meestal uitgedrukt in dpi (dots per inch). Simpel gezegd verwijst de resolutie van de camera naar het vermogen van de camera om een ​​afbeelding te analyseren, oftewel het aantal pixels van de beeldsensor. De hoogste resolutie is de maximale resolutie die een camera kan bereiken, het hoogste aantal pixels in de camera. De huidige resolutie van een 30W-pixel CMOS-sensor is 640×480, en de resolutie van een 50W-pixel CMOS-sensor is 800×600. De twee getallen in de resolutie geven het aantal punten in de lengte en breedte van een afbeelding weer. De beeldverhouding van een digitale afbeelding is meestal 4:3.

In de praktijk geldt dat, als de camera wordt gebruikt voor webchats of videoconferenties, een hogere resolutie een grotere netwerkbandbreedte vereist. Consumenten moeten daarom op dit aspect letten en een resolutie kiezen die geschikt is voor hun producten en behoeften.

De gezichtsveldhoek (FOV)?

De beeldhoek (FOV) verwijst naar het bereik dat de lens kan bestrijken. (Het object wordt niet door de lens vastgelegd wanneer het deze hoek overschrijdt.) Een cameralens kan een breed scala aan scènes vastleggen, meestal uitgedrukt in een hoek. Deze hoek wordt de beeldhoek van de lens genoemd. Het gebied dat door het onderwerp op het brandvlak wordt bedekt om een ​​zichtbaar beeld te vormen, is het gezichtsveld van de lens. De beeldhoek moet worden bepaald door de toepassingsomgeving. Hoe groter de beeldhoek, hoe groter het gezichtsveld, en omgekeerd.

Cameraafmetingen voor uw toepassing

De belangrijkste parameters die met de cameramodule zijn berekend, zijn de afmetingen, die het meest variëren afhankelijk van de verschillende eisen.

Afhankelijk van de grootte en het optische formaat. Het heeft een gezichtsveld en brandpuntsafstand voor het berekenen van objectafmetingen. Het omvat de achterste brandpuntsafstand en een perfecte lens voor het formaat. De optische grootte van de lens moet geschikt zijn voor uw toepassing en afhankelijk zijn van een conventionele maat. De diameter varieert afhankelijk van de grootte van de sensor en de gebruikte lenskapjes. Het hangt af van de vorm van vignettering of donkere vlekken in de hoeken van de afbeeldingen.

Met honderdduizenden toepassingen voor cameramodules zijn de moduleafmetingen de factor die het meest varieert. Onze engineers hebben de expertise om de exacte afmetingen te ontwikkelen die het beste werken voor uw specifieke project.

De EAU van de producten

De prijs van een product hangt af van de specificaties. Een USB-camera met een kleine EAU wordt niet beschouwd als een camera op maat. Gezien de constante vraag naar en personalisatie-eisen op het gebied van lenzen, formaat en sensor, is een cameramodule op maat de beste optie.

De juiste cameramodule kiezen

Over het algemeen zullen de meeste klanten zich concentreren opde juiste cameramoduleJe weet nooit precies welke lens je nodig hebt. Er is enorm veel theorie ontwikkeld om mensen te helpen bij het kiezen van de perfecte lens en cameramodule. De lens die je kiest, hangt volledig af van het proces dat je wilt gebruiken. Door de verschillende oplossingen van de sensor en DSP, en de verschillende lenzen, zijn de beeldeffecten van de cameramodule ook heel verschillend. Sommige camera's kunnen voor diverse toepassingen worden gebruikt, terwijl andere alleen geschikt zijn voor specifieke toepassingen om de beste beeldresultaten te behalen. Sommige topcamera's kunnen foto's maken in omstandigheden met weinig licht, maar dat is wel relatief duur.

Effectieve effecten:

Als u de cameramodule of camera in uw kantoor of kleine slaapkamer installeert, is een brandpuntsafstand van 2,8 mm voldoende. Wilt u de cameramodule of camera in uw achtertuin installeren, dan heeft u een brandpuntsafstand van 4 tot 6 mm nodig. De brandpuntsafstand neemt toe naarmate de ruimte groter is. Voor gebruik in een fabriek of op straat, waar de ruimte veel groter is, heeft u een brandpuntsafstand van 8 of 12 mm nodig.

Bij het kiezen van een cameramodule voor NIR-licht wordt de spectrale respons van de module grotendeels bepaald door het lensmateriaal of het sensormateriaal. Sensoren zijn volledig op silicium gebaseerd en reageren op een buitengewone manier op NIR-licht. Vergeleken met zichtbaar licht of 850 nm is de gevoeligheid voor 940 nm veel lager. Desondanks kunt u nog steeds zeer effectief beeldmateriaal verkrijgen. Het belangrijkste aspect in dit proces is het creëren van voldoende licht voor de camera om detectie mogelijk te maken. Het is niet altijd precies te voorspellen wanneer de camera geactiveerd zal worden en het perfecte moment om een ​​foto te maken, verschilt aanzienlijk. Op dat moment wordt een signaal met een bepaalde intensiteit verzonden, waarna men de juiste cameramodule kan kiezen.

Conclusie

Uit bovenstaande discussie blijkt dat de USB-cameramodule over het algemeen functies heeft en is opgebouwd met een automatische zoommodule. De vaste focus van de USB-cameramodule bestaat uit een lens, een spiegelbasis, een lichtgevoelige geïntegreerde schakeling, enzovoort. Gebruikers moeten het verschil tussen USB- en MIPI-cameramodules begrijpen.

A aangepaste cameramoduleis geschikter voor de ontwikkeling van nieuwe toepassingen. Omdat de cameramodule op maat kan worden gemaakt op basis van specifieke eisen. Uit de ontwikkelingstrends van camera's kunnen we het volgende afleiden: Ten eerste zullen camera's met een hoger aantal pixels (13 miljoen, 16 miljoen), een hoogwaardige beeldsensor (CMOS) en een hoge transmissiesnelheid (USB 2.0, USB 3.0 en andere snelle interfaces) de toekomstige trend zijn; ten tweede zullen maatwerk en specialisatie (alleen te gebruiken als professioneel video-invoerapparaat), multifunctioneel (met andere functies, zoals een bijbehorende flashdrive, de trend naar digitale camera's, het is ook denkbaar dat een camera in de toekomst een scannerfunctie krijgt), enzovoort, de trend zijn. Ten derde is de gebruikerservaring cruciaal: gebruiksvriendelijkheid, gebruiksgemak en meer praktische toepassingsmogelijkheden zijn de werkelijke behoeften van klanten.