Kamera Modülünü Özelleştirmenin Nihai Kılavuzu

Modern dünyada, yeni teknolojilerle birlikte dijital kameralar en düşük fiyat aralığında oldukça yaygın hale geldi. Yeni teknolojinin tanıtımının ardındaki önemli etkenlerden biri de CMOS görüntü sensörleridir. CMOS kamera modülü, diğerlerine kıyasla üretim açısından daha ucuzdur. CMOS sensörlü modern kameralara eklenen yeni özelliklerle, kristal netliğinde fotoğraflar çekmek ön plana çıkmıştır.En iyi kamera modülü üreticisiGelişmiş performans ve daha yüksek görüntü yakalama hızıyla entegre bir kamera ile birlikte gelen cihazlar, CMOS sensörleri sayesinde ışığa duyarlı devreleri okumayı sağlar. Günümüzdeki piksel mimarisi de radikal bir şekilde değişmiş ve mükemmel kalitede görüntüler yakalamaya yardımcı olmuştur. Tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) görüntü sensörleri ışığı elektronlara dönüştürür, bu nedenle modern cihazlarda üst düzey özellikleri nedeniyle USB kamera modülü kullanılmaya başlanmıştır.

Kamera Modülü Nedir?

Kamera Modülü veya Kompakt Kamera Modülü, elektronik kontrol ünitesi, lens, dijital sinyal işlemcisi ve USB veya CSI gibi arayüzlerle entegre edilmiş yüksek kaliteli bir görüntü sensörüdür. Kamera Modülü, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Endüstriyel denetim
• Trafik ve Güvenlik
• Perakende ve Finans
• Ev ve Eğlence
• Sağlık ve Beslenme

Teknoloji ve internet olanaklarının gelişmesiyle birlikte ağ hızı büyük ölçüde artmış ve yeni fotoğraf görüntüleme cihazlarının piyasaya sürülmesiyle kamera modülleri akıllı telefonlarda, tabletlerde, bilgisayarlarda, robotlarda, dronlarda, tıbbi cihazlarda, elektronik cihazlarda ve daha birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Fotoğraf görüntüleme teknolojisindeki bu patlama, 5 megapiksel, 8 megapiksel, 13 megapiksel, 20 megapiksel, 24 megapiksel ve daha yüksek çözünürlükteki cihazların piyasaya sürülmesinin önünü açmıştır.

Kamera modülü aşağıdaki bileşenleri içerir:

• Görüntü sensörü
• Lens
• Dijital Sinyal İşleme
• Kızılötesi filtre
• Esnek baskılı devre veya baskılı devre kartı
• Bağlayıcı

Lens:

Herhangi bir kameranın en kritik parçası lenstir ve görüntü sensörüne düşen ışığın kalitesinde ve dolayısıyla çıktı görüntüsünün kalitesinde önemli bir rol oynar. Uygulamanız için doğru lensi seçmek bir bilimdir ve daha doğrusu optik bilimidir. Uygulama gereksinimlerini karşılayacak lensi seçmek için optik açıdan dikkate alınması gereken bir dizi parametre vardır; bunlar arasında lensin bileşimi, plastik veya cam lens olup olmaması, etkin odak uzaklığı, F.No, görüş alanı, alan derinliği, TV bozulması, bağıl aydınlatma, MTF vb. yer alır.

Görüntü Sensörü

Görüntü sensörü, görüntü oluşturmak için kullanılan bilgileri algılayan ve ileten bir sensördür. Sensör, bunun anahtarıdır.Kamera ModülüGörüntünün kalitesini belirlemek için, ister akıllı telefon kamerası ister dijital kamera olsun, sensörler önemli bir rol oynar. Şu anda CMOS sensör, CCD sensöre göre daha popüler ve üretimi çok daha ucuzdur.

Sensör tipi - CCD mi yoksa CMOS mu?

CCD sensör – CCD'nin avantajları yüksek hassasiyet, düşük gürültü ve yüksek sinyal-gürültü oranıdır. Ancak üretim süreci karmaşık, maliyeti ve güç tüketimi yüksektir. CMOS sensör – CMOS'un avantajı yüksek entegrasyon (AADC'yi sinyal işlemcisiyle entegre ederek boyutunu önemli ölçüde küçültebilir), düşük güç tüketimi ve düşük maliyettir. Ancak gürültü nispeten yüksektir, hassasiyeti düşüktür ve ışık kaynağına ilişkin gereksinimleri yüksektir.

DSP:

Dijital görüntü sinyali parametreleri de bir dizi karmaşık matematiksel algoritma yardımıyla optimize edilir. En önemlisi, sinyaller depolama birimine veya görüntüleme bileşenlerine iletilir.

DSP yapı çerçevesi şunları içerir:

• İnternet Servis Sağlayıcısı
• JPEG kodlayıcı
• USB aygıt denetleyicisi

USB kamera modülü ile sensörlü kamera modülü/CMOS kamera modülü arasındaki fark: USB 2.0 Kamera Modülü:

USB 2.0 kamera modülü, kamera ünitesini ve video yakalama ünitesini doğrudan entegre eder ve ardından USB arayüzü üzerinden ana sisteme bağlanır. Günümüzde kamera pazarındaki dijital kamera modülleri temel olarak yeni veri iletimi USB 2.0 arayüzüne dayanmaktadır. Bilgisayar ve diğer mobil cihazlar, USB arayüzü üzerinden doğrudan bağlanır ve tak çalıştır özelliğine sahiptir. Bu UVC uyumlu USB 2.0 kamera modülleri, Windows (DirectShow) ve Linux (V4L2) yazılımlarıyla uyumludur ve sürücü gerektirmez.

• USB Video Sınıfı (UVC) Standardı
• USB 2.0'ın maksimum iletim bant genişliği 480 Mbps'dir (yani 60 MB/sn).
• Basit ve uygun maliyetli
• Tak ve çalıştır
• Yüksek uyumluluk ve kararlılık
• Daha yüksek dinamik aralık

UVC standartlarıyla uyumlu standart işletim sistemindeki yazılım tarafından işlendikten sonra, dijital sinyal ekrana gönderilir.

USB 3.0 Kamera Modülü:

USB 2.0 kamera modülüne kıyasla, USB 3.0 kamera daha yüksek hızda veri iletimi sağlar ve USB 3.0, USB 2.0 arayüzüyle tamamen uyumludur.

• USB 3.0'ın maksimum iletim bant genişliği 5.0 Gbps'ye (640 MB/sn) kadar çıkmaktadır.
• 9 pin tanımı, USB 2.0'ın 4 pinine kıyasla.
• USB 2.0 ile tam uyumlu.
• Süper Hızlı bağlantı

CMOS Kamera Modülü (CCM)

CCM veya COMS Kamera Modülü, taşınabilir kamera ekipmanları gibi çeşitli uygulamalar için kullanışlı olan temel bir cihaza sahip Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken Kamera Modülü olarak da adlandırılır. Geleneksel kamera sistemleriyle karşılaştırıldığında, CCM'nin birçok özelliği vardır; bunlar arasında şunlar yer alır:

• Minyatürleştirme
• Düşük güç tüketimi
• Yüksek görüntü
• Düşük maliyet

USB Kamera modülünün çalışma prensibi

Lens (LENS) aracılığıyla sahneden oluşturulan optik görüntü, görüntü sensörünün (SENSOR) yüzeyine yansıtılır ve daha sonra elektrik sinyaline dönüştürülür; bu sinyal, analogdan dijitale (A/D) dönüştürme işleminden sonra dijital görüntü sinyaline çevrilir. İşlenmek üzere dijital işleme çipine (DSP) gönderilir ve daha sonra işlenmek üzere giriş/çıkış (I/O) arayüzü üzerinden bilgisayara iletilir ve ardından görüntü ekran (DISPLAY) aracılığıyla görülebilir.

USB kameralar ve CCM (CMOS kamera modülü) nasıl test edilir? USB Kamera: (Örneğin Amcap yazılımı)

Adım 1: Kamerayı USB kablosuyla bağlayın.

Adım 2: USB kablosunu OTG adaptörü aracılığıyla bilgisayara veya cep telefonuna bağlayın.

Amcap:

AMCap'i açın veKamera modülünüzü seçin.:

Seçenekler >> Video Yakalama Pimi bölümünden çözünürlüğü seçin.

Seçenekler >> Video Yakalama Filtresi bölümünden parlaklık, kontrast, beyaz dengesi gibi kamera özelliklerini ayarlayın.

Amcap, görüntü ve video yakalamanıza olanak tanır.

CCM:

CCM daha karmaşıktır çünkü arayüz MIPI veya DVP'dir ve DSP modülden ayrıdır. Üretimde test için Dothinkey adaptör kartı ve alt kart kullanmak yaygındır:

Dothinkey adaptör kartı:

Kamera modülünü alt karta (pic-2) bağlayın.

Test yazılımını açın.

Kamera modülü özelleştirilmiş işlem bilgisi

Yüz binlerce kamera modülü uygulamasıyla, standart OEM kamera modülleri her özel gereksinimi karşılayamıyor; bu nedenle özelleştirme süreci, modül boyutu, lens görüş açısı, otomatik/sabit odaklama türü ve lens filtresi dahil olmak üzere donanım ve yazılım değişiklikleriyle yenilik sağlamak için bir gereklilik ve popülerlik kazanmıştır.

Tekrarlanmayan mühendislik giderleri, yeni bir ürünün üretimi için gerekli araştırma, geliştirme ve tasarımı tamamen kapsar; buna ön maliyetler de dahildir. En önemlisi, NRE (Tek Seferlik Mühendislik Giderleri), yeni bir tasarımın veya ekipmanın tasarımı, üretimiyle ilişkilendirilebilen tek seferlik bir maliyettir. Bu, yeni bir süreç için de farklılık gösterebilir. Müşteri NRE'yi kabul ederse, tedarikçi ödeme yapıldıktan sonra onay için çizimi gönderecektir.

Özelleştirilmiş gereksinimler akışı

1. Çizimler veya örnekler sunabilir, ayrıca mühendislik ekibimiz tarafından geliştirilecek dokümanlar talep edebilirsiniz.
2. İletişim
3. İhtiyaç duyduğunuz ürünü belirlemek ve ihtiyaçlarınıza en uygun ürünü seçmek için sizinle detaylı olarak iletişime geçeceğiz.
4. Örnek Geliştirme
5. Geliştirme örneğinin detaylarını ve teslim süresini belirleyin. Sorunsuz ilerleme sağlamak için her zaman iletişim kurun.
6. Örnek Testi
7. Uygulamanızda test edin ve eskimeye bırakın, test sonuçlarını geri bildirin, değişiklik yapmanıza gerek yok, seri üretim.

Özel bir kamera modülü sipariş etmeden önce sormanız gereken sorular: Gereksinimler nelerdir?

USB kamera modülüAşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır. Bunlar, fotoğraf netliği ve iyi çalışma prensibi sağlayan en önemli bileşenlerdir. Bileşenler, CMOS ve CCD entegre devreleri aracılığıyla bağlanarak iyi bir şekilde tanımlanmıştır. Kullanıcı gereksinimlerine göre çalışmalı ve kullanıcı dostu bir kamera seçeneği olarak işlev görmelidir. USB bağlantısı için kamera gereksinimlerine mükemmel bir çözüm ekleyen birçok şeye bağlanacaktır.

• Lens
• sensör
• DSP
• PCB

USB kameradan hangi çözünürlüğü bekliyorsunuz?

Çözünürlük, genellikle dpi (inç başına nokta) olarak ifade edilen, bir bitmap görüntüsündeki veri miktarını ölçmek için kullanılan bir parametredir. Basitçe söylemek gerekirse, kameranın çözünürlüğü, kameranın görüntüyü analiz etme yeteneğini, yani kameranın görüntü sensörünün piksel sayısını ifade eder. En yüksek çözünürlük, kameranın görüntüleri en yüksek seviyede çözme yeteneğinin boyutudur, kameradaki en yüksek piksel sayısıdır. Mevcut 30W piksel CMOS çözünürlüğü 640×480, 50W piksel CMOS çözünürlüğü ise 800×600'dür. Çözünürlüğün iki sayısı, bir resmin uzunluğu ve genişliğindeki nokta sayısının birimlerini temsil eder. Dijital bir resmin en boy oranı genellikle 4:3'tür.

Pratik uygulamalarda, kamera web sohbeti veya video konferans için kullanılıyorsa, çözünürlük ne kadar yüksekse, gereken ağ bant genişliği de o kadar büyük olur. Bu nedenle, tüketiciler bu hususa dikkat etmeli ve ihtiyaçlarına göre kendi ürünlerine uygun pikseli seçmelidir.

Görüş alanı açısı (FOV) nedir?

Görüş alanı (FOV) açısı, lensin kapsayabileceği aralığı ifade eder. (Nesne, bu açıyı aştığında lens tarafından kapsanmaz.) Bir kamera lensi, genellikle açı ile ifade edilen geniş bir sahne yelpazesini kapsayabilir. Bu açıya lens görüş alanı (FOV) denir. Lensin odak düzleminde nesnenin kapsadığı ve görünür bir görüntü oluşturduğu alan, lensin görüş alanıdır. Görüş alanı, uygulama ortamına göre belirlenmelidir. Lens açısı ne kadar büyükse, görüş alanı o kadar geniş olur ve bunun tersi de geçerlidir.

Uygulamanız için kamera boyutları

Kamera modülü ile hesaplanan başlıca parametrelerden biri, farklı gereksinimlere göre en çok değişen boyuttur.

Boyutuna ve optik formatına bağlı olarak değişir. Nesne boyut hesaplamasıyla erişim için bir görüş alanı ve odak uzaklığına sahiptir. Arka odak uzaklığını içerir ve format için mükemmel bir lens içerir. Lensin optik boyutu uygulamanıza uygun olmalı ve geleneksel bir boyuta bağlı olmalıdır. Çap, daha büyük sensörlere göre değişir ve lens kapaklarıyla birlikte kullanılır. Görüntülerin köşelerindeki kararma veya vinyetleme şekline bağlıdır.

Yüz binlerce kamera modülü uygulamasında, modül boyutları en çok değişkenlik gösteren faktördür. Mühendislerimiz, projeniz için en uygun boyutları belirleme yeteneğine sahiptir.

Ürünlerin EAU'su

Ürünün fiyatı özelliklerine bağlıdır. Küçük EAU'lu USB kamera, özelleştirilmiş bir ürün olarak önerilmemektedir. Lens, boyut, sensör gibi sürekli talep ve kişiselleştirme gereksinimleri göz önüne alındığında, özelleştirilmiş bir kamera modülü en iyi seçeneğinizdir.

Doğru kamera modülünü seçmek

Genel olarak, müşterilerin çoğu şunlara odaklanacaktır:sağ kamera modülüBurada hangi tür lensin kullanılacağını asla bilemezsiniz. İnsanların mükemmel lensi ve mükemmel kamera modülünü seçmeleri için burada çok sayıda teori kullanılmıştır. Seçeceğiniz lens, kullanacağınız işleme tamamen bağlı olacaktır. Sensör ve DSP'nin farklı çözümleri ve lensler nedeniyle, kamera modülünün görüntüleme efektleri de çok farklıdır. Bazı kameralar farklı uygulamalarda kullanılabilirken, bazıları en iyi görüntüleme sonuçlarını elde etmek için yalnızca belirli uygulamalarda kullanılabilir. Bazı üst düzey kameralar düşük ışıklı ortamlarda görüntü yakalayabilir, ancak nispeten yüksek bir fiyata.

Etkin sonuçlar:

Ofisinizde veya küçük bir yatak odanızda kamera modülü veya kamera kurduysanız, o an için 2,8 mm odak uzaklığı yeterli olacaktır. Kamera modülünü veya kamerayı arka bahçenize kurmak istiyorsanız, 4 mm ila 6 mm odak uzaklığına ihtiyacınız olacaktır. Alan daha büyük olduğu için odak uzaklığı artırılır. Fabrikanızda veya sokakta kullanabileceğiniz için 8 mm veya 12 mm odak uzaklığına ihtiyacınız olacaktır, çünkü alan çok daha geniş olacaktır.

NIR ışığı için kamera modülü seçmek istediğinizde, kamera modülünün spektral tepkisi büyük ölçüde lens malzemesi veya sensör malzemesi tarafından belirlenir. Sensörler tamamen silikon tabanlı olacak ve NIR ışığına olağanüstü bir şekilde etkili tepki verecektir. Görünür ışık veya 850 nm ile karşılaştırıldığında, 940 nm için hassasiyet çok daha düşük olacaktır. Buna rağmen, yine de görüntüyü çok etkili bir şekilde elde edebilirsiniz. Bu süreçte yer alan en önemli kavram, algılama amacıyla kamera için yeterli ışık oluşturmaktır. Kameranın ne zaman tetiklenebileceğini ve mükemmel zamanlamayı yakalayabileceğini asla tam olarak bilemezsiniz. Bu nedenle, o zaman sinyal belirli bir ölçüde gönderilecek ve doğru kamera modülü seçilebilecektir.

Çözüm

Yukarıdaki açıklamadan da anlaşılacağı üzere, USB kamera modülü genel işlevlere sahiptir ve otomatik zoom modülü ile bir araya getirilmiştir. USB kamera modülünün sabit odaklama özelliği, lens, ayna tabanı, ışığa duyarlı entegre devre vb. bileşenlerden oluşmaktadır. Kullanıcılar, USB ve MIPI kamera modülleri arasındaki farkı bulmalıdır.

A özelleştirilmiş kamera modülüYeni uygulamaların geliştirilmesi için daha uygundur. Çünkü özelleştirilmiş kamera modülü, belirtilen gereksinimlere göre oluşturulabilir. Kamera geliştirme trendinden şunları öğrenebiliriz: Birincisi, daha yüksek piksel (13 milyon, 16 milyon), yüksek kaliteli görüntü sensörü (CMOS), yüksek iletim hızı (USB 2.0, USB 3.0 ve diğer hızlı arayüzler) kameralar geleceğin trendi olacaktır; İkincisi, özelleştirme ve uzmanlaşma (sadece profesyonel video giriş cihazı olarak kullanılması), çok fonksiyonluluk (diğer fonksiyonlarla birlikte, örneğin birlikte gelen flash bellek, dijital kameralara doğru eğilim, gelecekte kameranın tarayıcı fonksiyonuna sahip olması da düşünülebilir), vb. Üçüncüsü, kullanıcı deneyimi çok önemlidir, daha kullanıcı dostu, kullanımı daha kolay ve daha pratik uygulama fonksiyonları müşterilerin gerçek ihtiyaçlarıdır.