Konečný návod na prispôsobenie modulu kamery

V modernom svete sa digitálne fotoaparáty stávajú veľmi bežnými vďaka novým technológiám v najnižšej cenovej kategórii. Jedným z dôležitých faktorov zavádzania nových technológií sú obrazové snímače CMOS. Modul kamery CMOS je v porovnaní s inými modelmi lacnejší na výrobu. Vďaka novým funkciám, ktoré boli zavedené v moderných fotoaparátoch so snímačmi CMOS, je vytváranie krištáľovo čistých snímok na poprednom mieste.Najlepší výrobca kamerových modulovprichádza so zabudovanou kamerou so zvýšeným výkonom a vyššou rýchlosťou snímania obrázkov. CMOS senzory zabezpečujú čítanie obvodov pomocou fotocitlivej funkcie. Architektúra pixelov sa v modernej dobe tiež radikálne zmenila a pomohla zachytiť obrázky vo vynikajúcej kvalite. Doplnkové obrazové senzory kov-oxid-polovodič premieňajú svetlo na elektróny, takže v moderných zariadeniach bol zavedený modul USB kamery pre svoje špičkové funkcie.

Čo je to modul kamery?

Modul kamery alebo kompaktný modul kamery je špičkový obrazový snímač integrovaný s elektronickou riadiacou jednotkou, objektívom, procesorom digitálneho signálu a rozhraním, ako je USB alebo CSI. Modul kamery sa široko používa v rôznych aplikáciách, medzi ktoré patria:

• Priemyselná inšpekcia
• Doprava a bezpečnosť
• Maloobchod a financie
• Domov a zábava
• Zdravie a výživa

S rozvojom technológií a internetových možností sa rýchlosť siete výrazne zlepšila a to spolu so zavedením nových fotografických zobrazovacích zariadení. Modul kamery sa široko používa v smartfónoch, tabletoch, počítačoch, robotoch, dronoch, zdravotníckych zariadeniach, elektronických zariadeniach a mnohých ďalších. Boom v oblasti fotografických zobrazovacích technológií vydláždil cestu pre zavedenie 5 megapixelov, 8 megapixelov, 13 megapixelov, 20 megapixelov, 24 megapixelov a ďalších.

Modul kamery obsahuje nasledujúce komponenty, ako napríklad

• Obrazový snímač
• Objektív
• Digitálne spracovanie signálu
• Infračervený filter
• Flexibilný plošný spoj alebo doska plošných spojov
• Konektor

Objektív:

Kritickou súčasťou každého fotoaparátu je objektív, ktorý zohráva dôležitú úlohu v kvalite svetla dopadajúceho na obrazový snímač, a tým určuje kvalitu výstupného obrazu. Výber správneho objektívu pre vašu aplikáciu je veda, presnejšie povedané, ide skôr o optiku. Pri výbere objektívu, ktorý spĺňa požiadavky aplikácie, je potrebné zvážiť množstvo optických parametrov, ktoré ovplyvňujú výber objektívu, ako napríklad zloženie objektívu, konštrukcia objektívu, či už ide o plastový alebo sklenený objektív, efektívna ohnisková vzdialenosť, clona (clona), zorné pole, hĺbka ostrosti, televízne skreslenie, relatívne osvetlenie, MTF atď.

Obrazový snímač

Obrazový snímač je snímač, ktorý detekuje a prenáša informácie použité na vytvorenie obrazu. Snímač je kľúčom k...Modul kameryna určenie kvality obrazu. Či už ide o fotoaparát smartfónu alebo digitálny fotoaparát, snímače hrajú dôležitú úlohu. V súčasnosti je CMOS snímač populárnejší a jeho výroba je oveľa lacnejšia ako CCD snímač.

Typ snímača - CCD vs. CMOS

CCD snímač – Výhodami CCD sú vysoká citlivosť, nízky šum a vysoký pomer signálu k šumu. Výrobný proces je však zložitý, náklady a spotreba energie sú vysoké. CMOS snímač – Výhodou CMOS snímača je vysoká integrácia (integráciou AADC so signálovým procesorom sa dá výrazne zmenšiť jeho veľkosť), nízka spotreba energie a nízke náklady. Šum je však relatívne vysoký, citlivosť je nízka a požiadavky na svetelný zdroj sú vysoké.

DSP:

Parametre digitálneho obrazového signálu sú tiež optimalizované pomocou série zložitých matematických algoritmov. Najdôležitejšie je, že signály sa prenášajú do úložiska alebo sa môžu prenášať do zobrazovacích komponentov.

Rámec štruktúry DSP zahŕňa

• Poskytovateľ internetových služieb
• JPEG kódovač
• Ovládač USB zariadenia

Rozdiel medzi modulom USB kamery a modulom senzorovej kamery/modulom CMOS kamery Modul USB 2.0 kamery:

Modul kamery s rozhraním USB 2.0 priamo integruje jednotku kamery a jednotku na snímanie videa a potom sa pripája k HOSTITEĽSKÉMU SYSTÉMU prostredníctvom rozhrania USB. Modul digitálnej kamery na trhu s FOTOAPARÁTAMI je v podstate založený na novom rozhraní USB 2.0 na prenos dát. Počítač a ďalšie mobilné zariadenia sa pripájajú priamo prostredníctvom rozhrania USB, jednoducho sa pripájajú a pracujú. Tieto moduly kamery s rozhraním USB 2.0, ktoré spĺňajú požiadavky UVC, sú kompatibilné so softvérom pre systémy Windows (DirectShow) a Linux (V4L2) a nevyžadujú ovládače.

• Štandard triedy USB Video (UVC)
• Maximálna prenosová šírka pásma rozhrania USB 2.0 je 480 Mb/s (t. j. 60 MB/s)
• Jednoduché a nákladovo efektívne
• Pripoj a hraj
• Vysoká kompatibilita a stabilita
• Vyšší dynamický rozsah

Po spracovaní softvérom v štandardnom operačnom systéme kompatibilnom so štandardmi UVC sa digitálny signál odošle na displej.

Modul kamery USB 3.0:

V porovnaní s modulom kamery USB 2.0 umožňuje kamera s rozhraním USB 3.0 prenos vyššou rýchlosťou a rozhranie USB 3.0 je plne kompatibilné s rozhraním USB 2.0.

• Maximálna prenosová šírka pásma rozhrania USB 3.0 je až 5,0 Gb/s (640 MB/s)
• Definícia 9 pinov v porovnaní so 4 pinami USB 2.0
• Plne kompatibilný s USB 2.0
• Superrýchle pripojenie

Modul CMOS kamery (CCM)

Modul kamery CCM alebo Coms sa tiež nazýva komplementárny polovodičový modul kamery s kovovým oxidom, ktorého základné zariadenie je užitočné pre rôzne aplikácie, ako sú napríklad prenosné kamerové zariadenia. V porovnaní s tradičnými kamerovými systémami má CCM množstvo funkcií, medzi ktoré patrí...

• Miniaturizácia
• Nízka spotreba energie
• Vysoký obraz
• Nízke náklady

Princíp fungovania modulu USB kamery

Optický obraz generovaný scénou cez objektív (LENS) sa premieta na povrch obrazového snímača (SENSOR) a potom sa premieňa na elektrický signál, ktorý sa po A/D (analógovo-digitálnej) konverzii prevedie na digitálny obrazový signál. Je odoslaný do digitálneho procesora (DSP) na spracovanie a následne cez I/O rozhranie prenesený do počítača na spracovanie, kde je možné obraz zobraziť na displeji (DISPLAY).

Ako testovať USB kamery a CCM (modul CMOS kamery)? USB kamera: (napríklad softvér Amcap)

Krok 1: Pripojte fotoaparát k USB kamere.

Krok 2: Pripojte USB kábel k počítaču alebo mobilnému telefónu pomocou OTG adaptéra.

Amcap:

Otvorte AMCap aVyberte si modul kamery:

Vyberte rozlíšenie v časti Možnosti >> Zachytenie videa

Upravte nastavenia fotoaparátu, ako je jas, kontrast, vyváženie bielej atď. v časti Možnosti >> Filter nahrávania videa

Amcap vám umožňuje zachytiť obrázok a video.

CCM:

CCM je zložitejší, pretože rozhranie je MIPI alebo DVP a DSP je oddelené od modulu. Použitie adaptérovej dosky Dothinkey a dcérskej dosky na testovanie je vo výrobe bežné:

Adaptérová doska Dothinkey:

Pripojte modul kamery k dcérskej doske (obr. 2).

Otvorte testovací softvér

Prispôsobený prehľad procesov modulu kamery

Vzhľadom na státisíce aplikácií kamerových modulov nedokážu štandardné OEM kamerové moduly splniť každú špecifickú požiadavku, takže proces prispôsobenia je nevyhnutný a populárny. Úprava hardvéru a firmvéru vrátane rozmerov modulu, zorného uhla objektívu, typu automatického/pevného zaostrenia a filtra objektívu posilňuje inováciu.

Jednorazové inžinierske práce úplne pokrývajú výskum, vývoj a návrh na výrobu nového produktu; zahŕňajú to aj počiatočné náklady. Najdôležitejšie je, že NRE sú jednorazové náklady, ktoré môžu byť spojené s návrhom, výrobou nového dizajnu alebo zariadenia. Zahŕňajú to aj rôzne náklady pre nový proces. Ak zákazník súhlasí s NRE, dodávateľ po zaplatení zašle výkres na potvrdenie.

Prispôsobený tok požiadaviek

1. Môžete poskytnúť výkresy alebo vzorky, ako aj požiadať o dokumentáciu vypracovanú našimi technickými pracovníkmi.
2. Komunikácia
3. Budeme s vami podrobne komunikovať, aby sme určili, aký produkt potrebujete, a pokúsime sa pre vás nastaviť najvhodnejší produkt podľa vašich potrieb.
4. Vývoj vzorky
5. Určte podrobnosti o vývojovej vzorke a dodacej lehote. Kedykoľvek komunikujte, aby ste zabezpečili hladký priebeh.
6. Testovanie vzoriek
7. Test a starnutie vašej aplikácie, spätná väzba o výsledkoch testov, nie je potrebné upravovať, hromadná výroba.

Otázky, ktoré by ste si mali položiť pred prispôsobením modulu kamery. Aké sú požiadavky?

Modul USB kameryMusí spĺňať nasledujúce požiadavky. Sú to najdôležitejšie komponenty, ktoré pridávajú jasnosť fotografií a dobrý pracovný princíp. Komponenty sú dobre špecifikované pripojením cez integrované obvody CMOS a CCD. Musia fungovať podľa požiadaviek používateľa a slúžiť ako užívateľsky prívetivá možnosť fotoaparátu. Možno ich prepojiť s mnohými zariadeniami, čo predstavuje perfektné riešenie pre požiadavky fotoaparátu na pripojenie cez USB.

• Objektív
• senzor
• DSP
• DPS

Aké rozlíšenie očakávate od USB kamery?

Rozlíšenie je parameter používaný na meranie množstva údajov v bitmapovom obrázku, zvyčajne vyjadrený v dpi (bod na palec). Jednoducho povedané, rozlíšenie fotoaparátu sa vzťahuje na schopnosť fotoaparátu analyzovať obraz, teda na počet pixelov obrazového snímača fotoaparátu. Najvyššie rozlíšenie je veľkosť, pri ktorej je fotoaparát schopný rozlíšiť obraz s najvyšším počtom pixelov vo fotoaparáte. Aktuálne rozlíšenie 30W pixelového CMOS snímača je 640 × 480 a rozlíšenie 50W pixelového CMOS snímača je 800 × 600. Tieto dve čísla rozlíšenia predstavujú jednotky počtu bodov na dĺžku a šírku obrázka. Pomer strán digitálneho obrázka je zvyčajne 4:3.

V praktických aplikáciách, ak sa kamera používa na webový chat alebo videokonferencie, čím vyššie je rozlíšenie, tým väčšia je potrebná šírka pásma siete. Preto by spotrebitelia mali venovať pozornosť tomuto aspektu a vybrať si pixel vhodný pre svoje produkty podľa svojich potrieb.

Zorný uhol (FOV)?

Uhol FOV (zorné pole) označuje rozsah, ktorý objektív dokáže pokryť. (Objekt nebude objektívom zakrytý, keď prekročí tento uhol.) Objektív fotoaparátu dokáže pokryť širokú škálu scén, zvyčajne vyjadrených uhlom. Tento uhol sa nazýva FOV objektívu. Plocha pokrytá objektom cez objektív v ohniskovej rovine pre vytvorenie viditeľného obrazu je zorné pole objektívu. FOV by malo byť určené prostredím aplikácie. Čím väčší je uhol objektívu, tým širšie je zorné pole a naopak.

Rozmer kamery pre vašu aplikáciu

Hlavnými parametrami, ktoré boli vypočítané s kamerovým modulom, sú rozmery, ktoré sa najviac líšia v závislosti od rôznych požiadaviek.

v závislosti od veľkosti a optického formátu. Má zorné pole a ohniskovú vzdialenosť pre prístup k výpočtu rozmerov objektu. Zahŕňa zadnú ohniskovú vzdialenosť a obsahuje perfektný objektív pre daný formát. Optická veľkosť objektívu musí zodpovedať vašej aplikácii a závisí od konvenčného. Priemer sa líši v závislosti od väčších snímačov a zariadení s krytmi objektívov. Závisí od formy vinetácie alebo stmavenia v rohoch obrazu.

Pri stovkách tisíc aplikácií kamerových modulov predstavujú rozmery modulov faktor, ktorý sa najviac líši. Naši inžinieri majú možnosť vyvinúť presné rozmery, ktoré budú najlepšie vyhovovať vášmu konkrétnemu projektu.

EAU produktov

Cena produktu závisí od špecifikácie. USB kamera s malou EAU sa neodporúča ako prispôsobená. Vzhľadom na neustále rastúci dopyt a požiadavky na personalizáciu, ako je objektív, veľkosť, snímač, je prispôsobený modul kamery tou najlepšou voľbou.

Výber správneho modulu kamery

Vo všeobecnosti sa väčšina zákazníkov sústredí napravý modul kameryže nikto nikdy nevie, aký druh objektívu je potrebné použiť. Bolo tu použité obrovské množstvo teórií, aby si ľudia uvedomili, ako si vybrať perfektný objektív a perfektný modul kamery. Objektív, ktorý si vyberiete, bude úplne závisieť od procesu, ktorý budete používať. Vzhľadom na rôzne riešenia snímača a DSP a objektívov sa rôzne objektívy a obrazové efekty modulu kamery tiež veľmi líšia. Niektoré kamery sa dajú použiť v rôznych aplikáciách, ale niektoré sa dajú použiť iba v niektorých špecifických aplikáciách na dosiahnutie najlepších obrazových výsledkov. Niektoré špičkové kamery dokážu zachytiť snímky v prostredí so slabým osvetlením, ale za relatívne vysokú cenu.

Účinné vplyvy:

Ak máte nainštalovaný kamerový modul alebo kameru v kancelárii alebo malej spálni, postačí vám ohnisková vzdialenosť 2,8 mm. Ak chcete nainštalovať kamerový modul alebo kameru na záhrade, potom je potrebná ohnisková vzdialenosť 4 mm až 6 mm. Ohnisková vzdialenosť sa zväčšuje, pretože je potrebný väčší priestor. Ak budete potrebovať ohniskovú vzdialenosť 8 mm alebo 12 mm, môžete ju použiť v továrni alebo na ulici, pretože priestor bude veľmi veľký.

Ak si chcete vybrať modul kamery pre blízke infračervené svetlo, spektrálna odozva modulu kamery bude do značnej miery definovaná materiálom šošovky alebo materiálom senzora. Senzory budú kompletne na báze kremíka a budú vykazovať efektívnu odozvu na blízke infračervené svetlo veľmi výnimočným spôsobom. V porovnaní s viditeľným svetlom alebo 850 nm bude citlivosť pri 940 nm oveľa menšia. Aj keď to dosiahnete, stále môžete získať obraz veľmi efektívne. Najdôležitejším konceptom v tomto procese je vytvorenie dostatočného množstva svetla pre kameru na účely detekcie. Nikdy nebudete presne vedieť, kedy sa kamera dokáže spustiť a kedy zachytí perfektné načasovanie, bude to veľmi odlišné. V tom čase bude signál odoslaný v určitej miere a je možné si vybrať správny modul kamery.

Záver

Z vyššie uvedeného vyplýva, že modul USB kamery má celkové funkcie a je zostavený s modulom automatického zoomu. Modul USB kamery s pevným zaostrením má šošovku, zrkadlovú základňu, fotocitlivý integrovaný obvod atď. Používatelia musia nájsť rozdiel medzi modulmi USB a MIPI kamery.

A prispôsobený modul kameryje vhodnejší na vývoj nových aplikácií. Pretože prispôsobený modul kamery je možné zostaviť na základe špecifikovaných požiadaviek. Z vývojového trendu kamery sa môžeme dozvedieť: Po prvé, trendom budúcnosti bude kamera s vyšším počtom pixelov (13 miliónov, 16 miliónov), vysokokvalitným obrazovým snímačom (CMOS) a vysokou prenosovou rýchlosťou (USB2.0, USB3.0 a ďalšie rýchle rozhrania); Po druhé, prispôsobenie a špecializácia (používanie iba ako profesionálne vstupné video zariadenie), multifunkčnosť (s ďalšími funkciami, ako je napríklad priložený flash disk, trend smerom k digitálnym fotoaparátom, je tiež možné, že kamera bude v budúcnosti slúžiť ako skener) atď. Po tretie, používateľská skúsenosť je kľúčová, skutočnými potrebami zákazníkov sú užívateľsky prívetivejšie, jednoduchšie používanie a praktickejšie aplikačné funkcie.