[Cámara]Hardware del módulo de cámara
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Módulo de cámara, el nombre completo es CameraCompact Module, abreviado como CCM. CCM contiene cuatro componentes principales: lente, sensor, placa blanda (FPC) y chip de procesamiento de imágenes (DSP). Los componentes importantes que determinan la calidad de una cámara son: lente, chip de procesamiento de imágenes (DSP) y sensor. Las tecnologías clave de CCM son: tecnología de diseño óptico, tecnología de fabricación de espejos asféricos y tecnología de recubrimiento óptico.
Principio de funcionamiento: la luz recogida por el objeto a través de la lente se convierte en una señal eléctrica a través de un circuito integrado CMOS o CCD, y luego se convierte en una señal de imagen digital para su salida a través del procesador de imagen interno (ISP ). Es procesado por un procesador de señal digital (DSP) y convertido en señales de imagen de formato estándar GRB, YUV y otros.
? La lente es un dispositivo que puede recibir señales de luz y concentrarlas en el dispositivo fotosensible CMOS/CCD. La lente determina la tasa de iluminación del sensor y su efecto general se compara con una lente convexa.
Generalmente, la estructura de lentes de una cámara se compone de varios lentes, incluyendo lentes de plástico (PLÁSTICO) y lentes de vidrio (VIDRIO). Las estructuras de lentes que generalmente utiliza la CÁMARA son: 1P, 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G, 8P, etc. Cuantas más lentes, mayor será el costo; las lentes de vidrio son más caras que las de plástico, pero el efecto de imagen de las lentes de vidrio es mejor que el de las lentes de plástico. Actualmente, las cámaras configuradas para teléfonos móviles en el mercado son principalmente 1G3P (compuestas por 1 lente de vidrio y 3 lentes de plástico) con el fin de reducir costos.
A. Eliminar tanto destello como sea posible
B. Calidad y claridad de la imagen
C. CRA (Ángulo de rayo principal) debe coincidir y reducir el sombreado (Lente cra < Sensor CRA, la diferencia es preferiblemente dentro de 2 grados)
D. Haga la apertura lo más grande posible
E. Distorsión lo más leve posible
(1) Distancia focal: la longitud de la distancia focal de la lente determina el tamaño de la imagen tomada, el tamaño del campo de visión, el tamaño de la profundidad de campo y la intensidad de la perspectiva de la imagen. En términos generales, para una sola lente, es la distancia desde el centro de la lente hasta el enfoque, mientras que la lente de una cámara se compone de múltiples lentes, lo cual es mucho más complicado. La distancia focal aquí se refiere a la distancia desde el punto central de la lente hasta la imagen clara formada en el dispositivo fotosensible (CCD).
(2) Campo de visión: a menudo utilizamos el campo de visión horizontal para reflejar el rango de disparo de la imagen. Cuanto mayor es la distancia focal f, menor es el campo de visión y menor es el rango de la imagen formada en el elemento fotosensible; por el contrario, cuanto menor es la distancia focal f, mayor es el campo de visión y mayor es el rango de visión; la imagen formada en el elemento fotosensible.
(3) Valor F (relación de apertura): El valor F se refiere al brillo de la lente (es decir, la cantidad de luz transmitida por la lente). F = distancia focal de la lente/diámetro de apertura. Para el mismo valor F, el diámetro de una lente de distancia focal larga es mayor que el de una lente de distancia focal corta.
(4) Apertura: La apertura es una apertura óptico-mecánica ajustable ubicada dentro de la lente, que se puede utilizar para controlar la cantidad de luz que pasa a través de la lente. Apertura variable (diafragma iris). Un dispositivo mecánico dentro de la lente que se utiliza para controlar el tamaño de la apertura. O se refiere a un dispositivo utilizado para abrir o cerrar la apertura de la lente para ajustar el diafragma de la lente.
(5) Profundidad de campo: cuando un objeto está enfocado, todo el paisaje desde una cierta distancia delante del objeto hasta una cierta distancia detrás de él también equivale a estar claro. La distancia de adelante hacia atrás donde el enfoque es bastante claro se llama profundidad de campo.
? El nombre completo es Voice Coil Montor, un motor de bobina móvil en electrónica, que es un tipo de motor. Debido a que el principio es similar al de un altavoz, se le llama motor de bobina móvil, que tiene las características de respuesta de alta frecuencia y alta precisión. Su principio fundamental es controlar la posición de estiramiento de la hoja del resorte cambiando la corriente continua de la bobina en el motor dentro de un campo magnético permanente, impulsando así el movimiento hacia arriba y hacia abajo. Las cámaras de teléfonos móviles utilizan ampliamente VCM para lograr la función de enfoque automático. VCM puede ajustar la posición de la lente para presentar imágenes claras.
? El rendimiento de VCM depende principalmente de la relación entre la corriente y la distancia de carrera. A partir de la corriente inicial, el aumento de corriente debe ser proporcional a la distancia de conducción. Cuanto menor sea la corriente creciente requerida, mayor será la precisión. También depende del consumo máximo de energía, la potencia máxima y el tamaño.
La estructura se puede dividir aproximadamente en tres categorías: (1) estructura de metralla; (2) estructura de bola (3) estructura de fricción;
Funcionalmente, se puede dividir aproximadamente en cinco categorías: (1) motor de circuito abierto; (2) motor de circuito cerrado; (3) motor alternativo montado en el medio (4) motor óptico antivibración; (dividido) Tipo de traducción, tipo de cambio de inclinación, tipo de metal con memoria, etc.); (5) OIS+motor de seis ejes de bucle cerrado.
Después de ingresar al modo de enfoque automático, el controlador cambia de 0 al valor máximo, lo que hace que la lente se mueva de la posición original al desplazamiento máximo. En este momento, la superficie de imagen del sensor toma fotografías automáticamente. y los guarda en el DSP. El DSP pasa estas imágenes, calcula el valor MTF (función de transferencia de modulación) de cada imagen, para encontrar el valor máximo en esta curva MTF y utiliza el algoritmo para obtener el tamaño actual correspondiente a esta. punto, y una vez más indique al conductor que proporcione esta corriente a la bobina móvil. La estabilización de la lente en esta superficie de imagen permite el zoom automático.
R: El zoom óptico utiliza un motor de zoom (ZOOM)
Al mover la lente dentro de la lente, se cambia la posición del enfoque, la longitud de la distancia focal de la lente Se cambia y se cambia el ángulo de visión de la lente. De esta manera, el impacto se puede amplificar y reducir.
B: Se utiliza un motor de enfoque (AF) para lograr el enfoque automático.
Mueva la posición de toda la lente (en lugar de la lente dentro de la lente) a una microdistancia para controlarla. la longitud de la distancia focal de la lente. La claridad de la imagen. Un método comúnmente utilizado en teléfonos móviles.
El enfoque óptico y el zoom óptico son conceptos diferentes:
El zoom óptico cambia la posición del enfoque moviendo la posición relativa de la lente dentro de la lente, cambia la longitud de la distancia focal de la lente y cambia la distancia focal de la lente y el tamaño del ángulo de visión, logrando así la ampliación y reducción de la imagen.
El enfoque óptico en realidad ajusta la posición de toda la lente (más bien; que la posición de la lente dentro de la lente) para controlar la distancia de la imagen, a fin de maximizar la claridad de la imagen.
? Hay varias longitudes de onda de luz en la naturaleza. El rango de longitud de onda de la luz reconocida por el ojo humano está entre 320 nm y 760 nm. El ojo humano no puede ver luz que supere los 320 nm y 760 nm; La cámara CCD o CMOS puede ver la mayoría de las longitudes de onda de la luz. Debido a la participación de varias luces, existe una desviación de color entre el color restaurado por la cámara y lo que se ve a simple vista. Por ejemplo, las plantas verdes se vuelven grises, las imágenes rojas se vuelven rojo claro, las negras se vuelven violetas, etc. Por la noche, debido al efecto de filtrado del filtro bimodal, el CCD no puede aprovechar al máximo toda la luz, no produce ruido de copo de nieve y su rendimiento con poca luz es insatisfactorio. Para solucionar este problema, utilice el filtro dual IR-CUT.
? El filtro dual IR-CUT se refiere a un conjunto de filtros integrados en el conjunto de lentes de la cámara. Cuando el punto de detección de infrarrojos fuera de la lente detecta el cambio en la intensidad de la luz, el IR-CUT incorporado. El filtro de conmutación automática puede cambiar automáticamente según la intensidad de la luz externa, para que la imagen pueda lograr el mejor efecto.
En otras palabras, los filtros duales pueden cambiar automáticamente de filtro durante el día o la noche, para que pueda obtener el mejor efecto de imagen independientemente del día o la noche.
El conmutador de filtro dual IR CUT consta de un filtro de paso bajo de corte de infrarrojos (un filtro de corte o de absorción de infrarrojos) y un vidrio óptico de espectro completo (un filtro de espectro completo), un mecanismo de energía (que puede ser un electromagnético, un motor u otra fuente de energía) y una carcasa, que se conmuta y posiciona a través de un tablero de control de circuito. Cuando hay suficiente luz durante el día, la placa de control del circuito activa el interruptor para cambiar y colocar el filtro de corte de infrarrojos para que funcione, y el CCD o CMOS restaura el color verdadero cuando la luz visible es insuficiente por la noche, el infrarrojo; El filtro de corte se aleja automáticamente y la óptica de espectro completo comienza a funcionar. En este momento, puede detectar la luz infrarroja de la lámpara de infrarrojos, lo que permite que el CCD o CMOS aproveche al máximo toda la luz, lo que permite que el CCD o el CMOS aprovechen al máximo toda la luz. mejorando el rendimiento de la visión nocturna de la cámara infrarroja y toda la imagen será clara y natural.
a. El grado de corte de infrarrojos del filtro, la transmitancia de la luz y el efecto de modelado de la luz, etc.
b. Parte del controlador de potencia
c. Circuito de control
4. Filtro: Generalmente, se utiliza revestimiento IR o vidrio azul para filtrar la luz infrarroja.
? El sensor de imagen (sensor de imagen) es un chip semiconductor con millones a decenas de millones de fotodiodos en su superficie. Los fotodiodos generan cargas cuando se exponen a la luz y convierten la luz en señales eléctricas. Su función es similar a la del ojo humano, por lo que el rendimiento del sensor afectará directamente al rendimiento de la cámara.
Originales fotosensibles: CCD, CMOS (PPS y APS)
Diferentes procesos: FSI frontal iluminado, BSI retroiluminado, apilado
1. Píxel
Hay muchas unidades fotosensibles en el sensor, que pueden convertir la luz en cargas eléctricas para formar una imagen electrónica correspondiente a la escena. En el sensor, cada unidad fotosensible corresponde a un píxel (píxeles). Cuantos más píxeles, significa que puede detectar más detalles del objeto, por lo que la imagen es más clara. Cuanto más altos sean los píxeles, más claro será el efecto de imagen. El producto de la resolución de la cámara es el valor de píxeles, por ejemplo: 1280×960=1228800
2. Tamaño de la superficie objetivo
¿El tamaño de la parte fotosensible del sensor de imagen? generalmente expresado en pulgadas. Al igual que un televisor, estos datos generalmente se refieren a la longitud diagonal del sensor de imagen, como 1/3 de pulgada. Cuanto mayor sea la superficie objetivo, mejor será la transmisión de luz y cuanto más pequeña sea la superficie objetivo, más fácil será obtenerla. Mayor profundidad de campo.
3. Sensibilidad
?Consiste en detectar la intensidad de la luz incidente a través de CCD o CMOS y circuitos electrónicos relacionados. Cuanto mayor sea la sensibilidad, mayor será la sensibilidad de la superficie fotosensible a la luz y mayor será la velocidad de obturación. Esto es especialmente importante al fotografiar vehículos deportivos y monitorear de noche.
4. Obturador electrónico
? Es un término propuesto en comparación con la función de obturador mecánico de la cámara. Controla el tiempo de fotosensibilidad del sensor de imagen. Dado que el valor de fotosensibilidad del sensor de imagen es la acumulación de cargas de señal, cuanto mayor sea la fotosensibilidad, mayor será el tiempo de acumulación de carga de señal y mayor será la amplitud de la corriente de señal de salida. Cuanto más rápido sea el obturador electrónico, menor será la sensibilidad, lo que es adecuado para disparar bajo luz intensa.
5. Velocidad de cuadros
¿Se refiere al número de imágenes grabadas o reproducidas por unidad de tiempo? La reproducción continua de una serie de imágenes producirá un efecto de animación. Según el sistema visual humano, cuando la velocidad de reproducción de las imágenes es superior a 15 fotogramas por segundo (es decir, 15 fotogramas), el ojo humano básicamente no podrá verlas. salto de las imágenes cuando alcanza 24 fotogramas/s——cuando está entre 30 fotogramas/s (es decir, 24 fotogramas a 30 fotogramas), el fenómeno de parpadeo es básicamente indetectable.
? Los fotogramas por segundo (fps), o velocidad de fotogramas, representan el número de veces que un sensor gráfico puede actualizarse por segundo mientras procesa un campo. Una alta velocidad de fotogramas da como resultado una experiencia visual más fluida y realista.
6. Relación señal-ruido
? Es la relación entre el voltaje de la señal y el voltaje del ruido. La unidad de la relación señal-ruido se expresa en dB. Generalmente, el valor de la relación señal-ruido proporcionado por la cámara es el valor cuando el AGC (control automático de ganancia) está apagado, porque cuando se enciende el AGC, la señal pequeña mejorará, lo que provocará que aumente el nivel de ruido. respectivamente.
? El valor típico de la relación señal-ruido es 45-55 dB. Si es 50 dB, la imagen tiene una pequeña cantidad de ruido, pero la calidad de la imagen es buena; la calidad de la imagen es excelente y no hay ruido. La relación señal-ruido Cuanto mayor sea la relación, mejor será el control del ruido. Este parámetro está relacionado con la cantidad de puntos de ruido en la imagen. Cuanto mayor es la relación señal-ruido, más limpia se siente la imagen y menos ruido puntual en la imagen de visión nocturna.
? Función DSP (PROCESAMIENTO DE SEÑAL DIGITAL) del procesador de señal digital: principalmente a través de una serie de operaciones de algoritmos matemáticos complejos, optimiza los parámetros de la señal de imagen digital y transmite la señal procesada a través de USB y otras interfaces pasadas a PC y otros dispositivos
Glosario:
ISP es la abreviatura de Image Signal Processor, que también es un procesador de señal de imagen.
DSP es la abreviatura de Digital Signal Processor, que también es un procesador de señal digital.
Explicación de la función:
ISP se utiliza generalmente para procesar los datos de salida del sensor de imagen (sensor de imagen), como AEC (control automático de exposición), AGC (control automático de ganancia), AWB (equilibrio de blancos automático), corrección de color, sombreado de lente, corrección de gamma, eliminación de píxeles defectuosos, nivel de negro automático, nivel de blanco automático y otras funciones.
DSP tiene más funciones. Puede realizar fotografía y eco (códec JPEG), grabación y reproducción de vídeo (códec de vídeo), códec H.264 y muchas otras. está procesando señales digitales.
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