Полное руководство по настройке модуля камеры

В современном мире цифровые камеры становятся все более распространенными благодаря новым технологиям в самом низком ценовом диапазоне.Одним из важных драйверов внедрения новых технологий являются датчики изображения CMOS.Модуль камеры CMOS обходится дешевле в производстве по сравнению с другими.Благодаря новым функциям, которые были реализованы в современных камерах с датчиками Cmos, получение кристально четких изображений становится очевидным.Ведущий производитель модулей камерыпоставляется со встроенной камерой с повышенной производительностью и более высокой скоростью захвата изображений.Датчики CMOS обеспечивают считывание схемы с помощью светочувствительной функции.Пиксельная архитектура в наши дни также радикально изменилась и помогла захватывать изображения в превосходном качестве.Дополнительные датчики изображения металл-оксид-полупроводник преобразуют свет в электроны, поэтому в современных устройствах был введен модуль USB-камеры из-за его высококлассных функций.

Что такое модуль камеры?

Модуль камеры или компактный модуль камеры — это высококачественный датчик изображения, интегрированный с блоком управления электроникой, объективом, процессором цифровых сигналов и интерфейсом, например USB или CSI.Модуль камеры широко используется в различных приложениях, включая:

• Промышленный контроль
• Трафик и безопасность
• Розничная торговля и финансы
• Домашние развлечения
• Здоровье и питание

С развитием технологий и возможностей Интернета скорость сети значительно улучшилась, а также с появлением новых устройств фотографической обработки изображений.Модуль камеры широко используется в смартфонах, планшетах, ПК, роботах, дронах, медицинских устройствах, электронных устройствах и многих других.Бум в технологии фотографического изображения проложил путь к появлению 5-мегапиксельных, 8-мегапиксельных, 13-мегапиксельных, 20-мегапиксельных, 24-мегапиксельных и других.

Модуль камеры содержит следующие компоненты, такие как

• Датчик изображений
• Объектив
• Цифровая обработка сигналов
• Инфракрасный фильтр
• Гибкая печатная схема или печатная плата
• Разъем

Объектив:

Важнейшей частью любой камеры является объектив, который играет важную роль в качестве света, попадающего на датчик изображения, и тем самым определяет качество выходного изображения.Выбор подходящего объектива для вашего применения — это наука, а точнее, скорее оптика.Существует ряд параметров с оптической точки зрения, которые следует учитывать при выборе объектива, отвечающего требованиям применения, которые влияют на выбор объектива, например, состав объектива, конструкция линзы (пластиковая или стеклянная), эффективное фокусное расстояние, F. .Нет, поле зрения, глубина резкости, телевизионные искажения, относительная освещенность, MTF и т. д.

Датчик изображений

Датчик изображения — это датчик, который обнаруживает и передает информацию, используемую для создания изображения.Датчик – это ключ кМодуль камерыдля определения качества изображения.Будь то камера смартфона или цифровая камера, датчики играют важную роль.В настоящее время датчик CMOS более популярен и гораздо дешевле в производстве, чем датчик CCD.

Тип датчика — CCD против CMOS

Датчик CCD. Преимуществами CCD являются высокая чувствительность, низкий уровень шума и большое соотношение сигнал/шум.Но производственный процесс сложен, имеет высокую стоимость и энергопотребление. Датчик CMOS. Преимуществом CMOS является его высокая интеграция (интеграция AADC с процессором сигналов позволяет значительно уменьшить малый размер), низкое энергопотребление и низкую стоимость.Но шум относительно велик, низкая чувствительность и высокие требования к источнику света.

ЦСП:

Параметры сигнала цифрового изображения также оптимизируются с помощью ряда сложных математических алгоритмов.Самое главное, что сигналы передаются в хранилище или могут передаваться на компоненты дисплея.

Структура структуры DSP включает в себя

• Интернет-провайдер
• JPEG-кодер
• Контроллер USB-устройства

Разница между модулем камеры USB и модулем сенсорной камеры/модулем камеры CMOSМодуль камеры USB 2.0:

Модуль камеры USB 2.0 напрямую объединяет блок камеры и блок видеозахвата, а затем подключается к ХОСТ-СИСТЕМЕ через интерфейс USB.Теперь модуль цифровой камеры на рынке КАМЕР в основном основан на новом интерфейсе передачи данных USB2.0.Компьютер и другие мобильные устройства подключаются напрямую через интерфейс USB, просто подключите и играйте.Эти модули камер USB2.0, соответствующие требованиям UVC, совместимы с программным обеспечением Windows (DirectShow) и Linux (V4L2) и не требуют драйверов.

• Стандарт USB-видео класса (UVC)
• Максимальная пропускная способность USB2.0 составляет 480 Мбит/с (т. е. 60 МБ/с).
• Простой и экономичный
• Подключи и играй
• Высокая совместимость и стабильность
• Более высокий динамический диапазон

После обработки программным обеспечением стандартной операционной системы, совместимой со стандартами UVC, цифровой сигнал выводится на дисплей.

Модуль камеры USB 3.0:

По сравнению с модулем камеры USB 2.0 камера USB 3.0 обеспечивает более высокую скорость передачи, а USB 3.0 полностью совместим с интерфейсом USB2.0.

• Максимальная пропускная способность USB3.0 составляет до 5,0 Гбит/с (640 МБ/с).
• Определение 9 контактов по сравнению с 4-контактным USB2.0
• Полная совместимость с USB 2.0.
• Суперскоростное соединение

Модуль камеры Cmos (CCM)

Модуль камеры CCM или Coms также называется дополнительным модулем камеры на основе металлооксида и полупроводника, основное устройство которого полезно для различных приложений, таких как портативное фотооборудование.По сравнению с традиционными системами камер CCM имеет множество функций, в том числе

• Миниатюризация
• Низкое энергопотребление
• Высокий имидж
• Бюджетный

Принцип работы модуля USB-камеры

Оптическое изображение, генерируемое сценой через объектив (ОБЪЕКТИВ), проецируется на поверхность датчика изображения (ДАТЧИК), а затем преобразуется в электрический сигнал, который после АЦП (аналогово-цифровой) преобразуется в цифровой сигнал изображения. ) конверсия.Оно отправляется на микросхему цифровой обработки (DSP) для обработки, а затем передается на компьютер через интерфейс ввода-вывода для обработки, после чего изображение можно увидеть на дисплее (DISPLAY).

Как протестировать USB-камеры и CCM (модуль камеры CMOS)? USB-камера: (например, программное обеспечение Amcap)

Шаг 1. Подключите камеру к USB-камере.

Шаг 2. Подключите USB-кабель к ПК или мобильному телефону через адаптер OTG.

Амкап:

Откройте AMCap иВыберите модуль камеры:

Выберите разрешение в разделе «Опция >> Захват видео».

Настройте параметры камеры, например «Яркость», «Контракт».Баланс белого.. в опции>> Фильтр видеозахвата

Amcap позволяет захватывать изображения и видео.

СКК:

CCM более сложен, поскольку интерфейс MIPI или DVP, а DSP отделен от модуля. В производстве обычно используется плата адаптера Dothinkey и дочерняя плата для тестирования:

Плата адаптера Dothinkey:

подключите модуль камеры к дочерней плате (рис. 2).

Откройте программу тестирования

Модуль камеры, индивидуальный анализ процессов

Из-за сотен тысяч применений модулей камеры стандартные OEM-модули камеры не могут удовлетворить каждое конкретное требование, поэтому процесс настройки становится необходимым и популярным, модификация оборудования и прошивки, включая размер модуля, угол обзора объектива, тип автоматической/фиксированной фокусировки. и фильтр объектива, расширяющий возможности инноваций.

Разовый инжиниринг полностью охватывает исследования, разработки, проектирование для производства нового продукта;это также включает в себя первоначальные затраты.Самое главное, что NRE — это единовременные затраты, которые могут быть связаны с проектированием, изготовлением новой конструкции или оборудования.Сюда также входят различные параметры для нового процесса.Если заказчик согласен на НРЭ, то после оплаты поставщик отправит чертеж на подтверждение.

Индивидуальный поток требований

1. Вы можете предоставить чертежи или образцы, а также запросить документацию, разработанную нашим инженерным составом.
2. Коммуникация
3. Мы свяжемся с вами подробно, чтобы определить, какой продукт вам нужен, и постараемся подобрать для вас наиболее подходящий продукт в соответствии с вашими потребностями.
4. Пример разработки
5. Определите детали образца разработки и сроки поставки.Общайтесь в любое время, чтобы обеспечить плавный прогресс.
6. Пример тестирования
7. Тестирование и возраст вашего приложения, результаты тестов обратной связи, модификация не требуется, массовое производство.

Вопросы, которые следует задать перед настройкой модуля камеры. Каковы требования?

USB-модуль камерыдолжен иметь следующие требования.Это наиболее важные компоненты, которые добавляют четкости фотографиям и обеспечивают хороший принцип работы.Компоненты хорошо определены путем подключения через интегральную схему CMOS и CCD.Он должен работать в соответствии с требованиями пользователя и выступать в качестве удобной для пользователя опции камеры.Он будет подключаться ко многим вещам, которые станут идеальным решением для требований камеры к USB-подключению.

• Объектив
• датчик
• ЦСП
• печатная плата

Какое разрешение вы хотите от USB-камеры?

Разрешение — это параметр, используемый для измерения объема данных в растровом изображении, обычно выражаемый в dpi (точек на дюйм).Проще говоря, разрешение камеры относится к способности камеры анализировать изображение, то есть к количеству пикселей датчика изображения камеры.Наивысшее разрешение — это размер способности камеры разрешать изображения с наибольшим количеством пикселей в камере.Текущее разрешение CMOS-матрицы мощностью 30 Вт составляет 640×480, а разрешение CMOS-матрицы мощностью 50 Вт — 800×600.Два числа разрешения представляют собой единицы количества точек по длине и ширине изображения.Соотношение сторон цифрового изображения обычно составляет 4:3.

На практике, если камера используется для веб-чата или видеоконференций, чем выше разрешение, тем больше требуется пропускная способность сети.Поэтому потребители должны обратить внимание на этот аспект и выбрать пиксель, подходящий для их собственных продуктов, в соответствии со своими потребностями.

Угол поля зрения (FOV)?

Угол поля зрения относится к диапазону, который может охватить объектив.(Объект не будет покрыт объективом, если он превысит этот угол.) Объектив камеры может охватывать широкий диапазон сцен, обычно выражаемый углом.Этот угол называется полем зрения объектива.Область, охватываемая объектом через линзу в фокальной плоскости для формирования видимого изображения, является полем зрения линзы.Угол обзора должен определяться условиями применения. Чем больше угол объектива, тем шире поле зрения, и наоборот.

Размер камеры для вашего приложения

Основными параметрами, рассчитанными с помощью модуля камеры, являются размеры, которые больше всего варьируются в зависимости от различных требований.

в зависимости от размера и оптического формата.Он имеет поле зрения и фокусное расстояние для доступа к расчету размеров объекта.Он включает в себя заднее фокусное расстояние и идеальный объектив для формата.Оптический размер линзы должен соответствовать вашему применению и зависеть от обычного.Диаметр варьируется в зависимости от датчиков большего размера и устройств с крышками линз.Это зависит от формы виньетирования или затемнения в углах изображений.

В сотнях тысяч приложений модулей камер размеры модулей представляют собой наиболее меняющийся фактор.Наши инженеры имеют возможность разработать точные размеры, которые лучше всего подойдут для вашего конкретного проекта.

EAU продукции

Стоимость изделия зависит от комплектации.USB-камера с небольшим EAU не считается индивидуальной.Учитывая постоянный спрос и требования к персонализации, такие как объектив, размер, сенсор, индивидуальный модуль камеры — ваш лучший вариант.

Выбор подходящего модуля камеры

В целом, большинство клиентов будут сосредоточены направильный модуль камерычто никогда не узнаешь, какой объектив здесь нужно использовать.Здесь было использовано огромное количество теорий, чтобы помочь людям выбрать идеальный объектив и идеальный модуль камеры.Объектив, который вы выберете, будет полностью зависеть от процесса, который вы собираетесь использовать.Из-за различных решений датчика и DSP, а также различных объективов, эффекты изображения модуля камеры также сильно различаются.Некоторые камеры можно использовать в различных приложениях, но некоторые можно использовать только в некоторых конкретных приложениях для получения наилучших результатов изображения.Некоторые камеры звездного уровня могут снимать изображения в условиях низкой освещенности, но стоят относительно дорого.

Эффективное воздействие:

Если вы установили модуль камеры или камеру в своем офисе или небольшой спальне, то на этот момент будет достаточно фокусного расстояния всего 2,8 мм.Если вы хотите установить модуль камеры или камеру на заднем дворе, то убедитесь, что для нее требуется фокусное расстояние от 4 до 6 мм.Фокусное расстояние увеличивается, так как пространство больше.Вам понадобится фокусное расстояние 8 мм или 12 мм, и вы сможете использовать его на своем заводе или на улице, поскольку пространство будет очень большим.

Если вы хотите выбрать модуль камеры для ближнего ИК-света, то спектральный отклик модуля камеры будет в основном определяться материалом линзы или материалом датчика.Датчики будут полностью основаны на кремнии и будут показывать эффективную реакцию на ближний ИК-свет самым необычным образом.По сравнению с видимым светом или 850 нм, чувствительность для 940 нм будет намного меньше.Даже если вы все равно это сделаете, вы сможете получить изображение очень эффективно.Самая важная концепция, задействованная в этом процессе, — создать достаточно света для камеры с целью обнаружения.Вы никогда не будете точно знать, когда камера сможет сработать и захватить идеальное время, будет сильно отличаться.Таким образом, в это время сигнал будет отправлен в определенной степени, и можно будет выбрать правильный модуль камеры.

Заключение

Судя по приведенному выше обсуждению, модуль USB-камеры имеет общие функции и соединяется с модулем автоматического масштабирования.Фиксированный фокус модуля USB-камеры имеет объектив, основание зеркала, светочувствительную интегральную схему и т. д.Пользователи должны найти разницу между модулями камеры USB и MIPI.

A индивидуальный модуль камерыбольше подходит для разработки новых приложений.Потому что индивидуальный модуль камеры может быть построен в соответствии с указанными требованиями.Из тенденции развития камеры мы можем узнать: во-первых, камера с большим количеством пикселей (13 миллионов, 16 миллионов), высококачественным датчиком изображения (CMOS), высокой скоростью передачи данных (USB2.0, USB3.0 и другие быстрые интерфейсы). будет будущая тенденция;Во-вторых, индивидуализация и специализация (используется только в качестве профессионального устройства видеовхода), многофункциональность (с другими функциями, такими как прилагаемый флэш-накопитель, тенденция к цифровым камерам, также возможно, что камера может иметь функцию сканера). в будущем) и т. д. В-третьих, пользовательский опыт имеет решающее значение, реальные потребности клиентов — более удобные, простые в использовании и более практичные функции приложения.