Hardware del módulo de la cámara

Hardware del módulo de la cámara

1 introducción

El módulo de la cámara, el nombre completo es módulo compacto de la cámara, abreviado como CCM.

CCM incluye a cuatro mayores parte: lente, sensor, FPC, andDSP.

Los componentes importantes que determinan la calidad de una cámara son: lente, DSP, y sensor.

Principio de funcionamiento: La luz recogida por el objeto a través de la lente (lente), a través del circuito integrado del Cmos o del CCD, la señal ligera se convierte en una señal eléctrica, y entonces el procesador de imagen interno (ISP) se convierte en una señal y una salida de la imagen digital al procesador de señal numérica (DSP)) proceso y conversión en GRB estándar, YUV y otras señales de la imagen del formato.

2. Composición del hardware

• Lente

La lente es un dispositivo que puede recibir señales ligeras y converger las señales ligeras en el dispositivo fotosensible CMOS/CCD.Lens determina el índice de iluminación del sensor, y su efecto total está en relación con una lente convexa.

Generalmente, la estructura de la lente de una cámara se compone de varias lentes, que se dividen en la lente plástica (PLÁSTICA) y la lente de cristal (VIDRIO). Generalmente, la estructura de la lente usada para la CÁMARA es: 1P, 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G, 8P, etc. Más lentes, más alto es el coste; Las lentes de cristal son más costosas que las lentes plásticas, pero el efecto de la proyección de imagen de las lentes de cristal es mejor que el de lentes plásticas. Actualmente, las cámaras configuraron para los teléfonos móviles en el mercado son principalmente 1G3P (integrados por 1 lente de cristal y 3 lentes plásticas), con el propósito de la reducción de costes.

• Indicadores principales de la lente

A. Eliminate tanta llamarada como sea posible

• Claridad de la calidad de imagen
• CRA (jefe Ray Angle) se debe hacer juego para reducir el sombrear (cra de la lente
• La abertura es tan grande como sea posible
• La distorsión debe ser tan leve como sea posible
• Parámetros principales de la lente

(1) longitud focal: La longitud de la longitud focal de la lente determina el tamaño de la imagen tomada, el tamaño del campo visual, el tamaño de la profundidad del campo y la perspectiva de la imagen. Hablando en términos generales, para una sola lente, es la distancia del centro de la lente al punto focal, mientras que la lente de cámara es una combinación de lentes múltiples, que es mucho más complicada. La longitud focal aquí refiere a la distancia del punto central de la lente a la imagen clara formada en el componente fotosensible (CCD).

• Campo visual: Utilizamos a menudo el campo visual horizontal para reflejar la radio de tiro de la imagen. Cuanto más grande es la longitud focal f, cuanto más pequeño es el ángulo de la visión, y más pequeño es la gama de la imagen formada en el elemento fotosensible; Inversamente, cuanto más pequeña es la longitud focal f, cuanto más grande es el ángulo de la visión, y más grande es la gama de la imagen formada en el elemento fotosensible.
• Valor F (ratio de abertura): El valor F refiere al brillo de la lente (es decir, la cantidad de luz transmitida por la lente). Longitud focal de F=Lens/diámetro de la abertura. Con el mismo valor F, la abertura de una lente larga de la longitud focal es más grande que la de una lente corta de la longitud focal.
• Abertura: La abertura es un diafragma óptico-mecánico ajustable situado dentro de la lente, que se puede utilizar para controlar la cantidad de luz que pasa a través de la lente. Diafragma de iris. Un dispositivo mecánico dentro de la lente usada para controlar el tamaño del diafragma. O refiere a un dispositivo usado para abrir o para cerrar el diafragma de la lente para ajustar la f-parada de la lente.
• Profundidad del campo: Cuando un objeto está en foco, todas las escenas de cierta distancia delante del objeto a cierta distancia detrás de ella son también equivalentes a estar claras. La distancia del frente para apoyar donde el foco está muy claro se llama la profundidad del campo.
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• 2,1 VCM (motor de bobina de voz)

  El nombre completo es bobina de voz Montor, el motor de bobina de voz en la electrónica, que es un tipo de motor. Porque el principio es similar al de un altavoz, se llama un motor de bobina de voz, que tiene las características de la respuesta de alta frecuencia y de la alta precisión. El principio fundamental es controlar la posición estirada de la hoja de la primavera cambiando la corriente de DC de la bobina en el motor en un campo magnético permanente, de tal modo conduciendo arriba y abajo del movimiento. Las cámaras del teléfono móvil utilizan extensamente el VCM para alcanzar la auto-concentración. A través del VCM, la posición de la lente se puede ajustar para presentar imágenes claras.

• Indicadores de funcionamiento del VCM

• El funcionamiento del VCM depende principalmente del ratio de la corriente al recorrido. A partir de la corriente que comienza, la subida actual debe ser proporcional a la distancia del movimiento que puede ser conducida. Cuanto más pequeño la corriente de levantamiento requirió, más alta es la exactitud. Al mismo tiempo, también depende del consumo de energía máximo, del poder máximo, y del tamaño.

• Clasificación del VCM

• De la estructura, puede ser dividido áspero en tres categorías: (1) estructura de la metralla; (2) tipo estructura de la bola; (3) tipo estructura de la fricción.

  De la función, puede ser dividido áspero en cinco categorías: (1) motor abierto del lazo abierto; (2) motor cercano del lazo cerrado del lazo; (3) motor central alterno; Fórmula del metal de la memoria, etc.); (5) motor de seis-AXIS del lazo de OIS+Close.

• Principio del AF

• Después de entrar en el modo auto del foco, el conductor se mueve a partir de la 0 al valor máximo, que hace el movimiento de la lente de la posición original a la dislocación máxima. En este tiempo, la superficie de la proyección de imagen del sensor toma automáticamente imágenes y las ahorra en el DSP. Las aplicaciones de DSP estas imágenes de calcular el valor de cada imagen. El valor de MTF (función de transferencia de modulación), para encontrar el valor máximo en esta curva de MTF, y con el algoritmo, conseguir el tamaño actual correspondiente a este punto, y da instrucciones de nuevo al conductor para proporcionar la corriente a la bobina de voz, para estabilizar la lente en la superficie de la proyección de imagen, para alcanzar el enfoque automático.

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• Enfoque y foco

• : Motor del enfoque del uso (ENFOQUE) para alcanzar el zoom óptico

  Moviendo la lente dentro de la lente para cambiar la posición del foco, para cambiar la longitud de la longitud focal de la lente, y para cambiar el ángulo de la vista de la lente, para alcanzar el efecto del enfoque adentro y hacia fuera.

  B: Alcance el foco auto usando el motor del foco (los AF)

  Mueva la posición de la lente entera (bastante que la lente dentro de la lente) demasiado cercana para controlar la longitud de la longitud focal de la lente para alcanzar una imagen clara. Un método de uso general en teléfonos móviles.

  El foco y el zoom óptico ópticos son diversos conceptos:

  El zoom óptico es cambiar la posición del foco moviendo la posición relativa de la lente dentro de la lente, cambiar la longitud de la longitud focal de la lente, y cambia el ángulo de la vista de la lente, para realizar la ampliación y la reducción de la imagen;

  El foco óptico es realmente ajustar la posición de la lente entera (no la posición de la lente en la lente) para controlar la distancia de imagen, de modo que la imagen esté la más clara.

• IR-CUT

• Hay diversas longitudes de onda de la luz en naturaleza. El ojo humano reconoce la luz en la gama de longitud de onda de 320nm-760nm, y la luz más allá de 320nm-760nm no se puede considerar por el ojo humano; mientras que los componentes de la proyección de imagen del CCD o del Cmos de la cámara pueden considerar la mayor parte de la longitud de onda de la luz. Debido a la participación de diversas luces, el color restaurado por la cámara diferencia del color considerado por el ojo desnudo. Por ejemplo, las plantas verdes dan vuelta a imágenes grises, rojas dan vuelta a púrpura roja clara, negra de las vueltas, al etc. En la noche, debido al efecto de filtración del filtro bimodal, el CCD no puede hacer uso completo de toda la luz, no produce ruido del copo de nieve, y su funcionamiento de baja luz es insatisfactorio. Para solucionar este problema, el filtro dual de IR-CUT se utiliza.

  El filtro dual de IR-CUT refiere a un sistema de filtros incorporados al grupo de la lente de cámara. Cuando el sensor infrarrojo fuera de la lente detecta la intensidad de la luz, el IR-CUT incorporado cambia automáticamente el filtro según la luz externa. La fuerza de la voluntad del interruptor automáticamente, de modo que la imagen alcance el mejor efecto. Es decir durante el día o la noche, el filtro dual puede cambiar automáticamente el filtro, así que el mejor efecto de la proyección de imagen puede ser obtenido sin importar si es en el día o la noche.

• Composición y principio de IR-CUT

• El IR CORTÓ el interruptor dual del filtro consiste en un filtro de paso bajo del atajo infrarrojo (un filtro infrarrojo del atajo o de absorción), un vidrio óptico del lleno-espectro (un filtro del espectro de la lleno-transmisión), y un mecanismo del poder (que puede ser electromágnetico, él consiste en el motor o la otra fuente de energía) y una vivienda, que se cambia y se coloca a través de un tablero de control del circuito. Cuando la luz diurna es suficiente, el tablero de control del circuito conduce el interruptor para cambiar y colocar el filtro infrarrojo del atajo para trabajar, el CCD o el Cmos restaura el color verdadero; cuando la luz visible en la noche es escasa, el filtro infrarrojo del atajo separa automáticamente, la óptica del lleno-espectro el comienzo de cristal para trabajar. En este tiempo, puede detectar la luz infrarroja de la lámpara infrarroja, de modo que el CCD o el Cmos pueda hacer uso completo de toda la luz, que mejora grandemente el funcionamiento de la visión nocturna de la cámara infrarroja, y la imagen entera es clara y natural.

• Indicadores de IR-CUT

• a. El grado infrarrojo del atajo del filtro, la transmitencia ligera, y el efecto, el etc. que forman ligeros.

• Pieza de la impulsión de poder
• Circuito de control

• 2.4.1 estructura del sensor

  4.Filter: generalmente uso capa del IR o vidrio azul para filtrar hacia fuera la luz infrarroja.

  2,4 sensor

  El sensor de la imagen es un microprocesador del semiconductor con millones a decenas de millares de fotodiodos en su superficie. Los fotodiodos generarán cargas eléctricas cuando están expuestos a la luz, que luz de convertidos en señales eléctricas.

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  2.4.2 clasificación

  Original fotosensible: CCD, Cmos (PPS y APS)

  Procesos diferentes: FSI delantero-iluminado, detrás-iluminó el BSI, apilado

  2.4.3 indicadores

  1. Pixel

  Hay muchas unidades fotosensibles en el sensor, que puede convertir la luz en cargas eléctricas para formar una imagen electrónica correspondiente a la escena. En el sensor, cada unidad fotosensible corresponde a un pixel (pixeles). Más pixeles, significa que puede detectar más detalles del objeto, así que la imagen es más clara, y cuanto más alta son los pixeles, más claro está el efecto de la proyección de imagen. El producto de la resolución de la cámara es el valor del pixel, por ejemplo: 1280×960=1228800

  tamaño de la superficie 2.Target

  El tamaño de la pieza fotosensible del sensor de la imagen se expresa generalmente en pulgadas. Como una TV, estos datos refieren generalmente a la longitud diagonal del sensor de la imagen, tal como 1/3 pulgada en campo común. Cuanto más grande es la superficie de la blanco, cuanto mejor es el flujo ligero, y cuanto más pequeño es la superficie de la blanco, más fácil es obtener. Mayor profundidad del campo.

• Sensibilidad

• Es decir, la intensidad de la luz de incidente se detecta a través del CCD o Cmos y los circuitos electrónicos relacionados. Cuanto más alta es la sensibilidad, cuanto más fuerte es la sensibilidad de la superficie fotosensible a encenderse, y más alta es la velocidad de obturador. Esto es especialmente importante al tirar los vehículos móviles y supervisándolos en la noche.

• Obturador electrónico

• es un término que refiere a la función mecánica del obturador de una cámara. Controla la época de luz-detección del sensor de la imagen. Puesto que el valor de luz-detección del sensor de la imagen es la acumulación de carga de la señal, cuanto más larga es la luz-detección, cuanto más larga es el tiempo de la acumulación de la carga de la señal, y más grande es la amplitud de la corriente de la señal de salida. Cuanto más rápido es el obturador electrónico, cuanto más baja es la sensibilidad, que es conveniente para tirar bajo luz fuerte.

• Velocidad de fotogramas

• Refiere al número de imágenes registradas o jugadas por tiempo de unidad. Continuamente jugar una serie de imágenes producirá efectos de animación. Según el sistema visual humano, cuando la velocidad del aparato de lectura de la imagen es mayor de 15 secuencias por segundo (es decir, 15 marcos), el ojo humano puede ver apenas el salto de la imagen; cuando alcanza 24 marcos /s — — el fenómeno del parpadeo es casi imperceptible cuando está entre 30 frames/s (es decir, entre 24 marcos y 30 marcos).

  El número de secuencias por segundo (fps) o de velocidad de fotogramas indica que el número de épocas que el sensor de los gráficos puede ponerse al día por segundo mientras que procesa el campo. Una alta velocidad de fotogramas puede conseguir una experiencia visual más lisa y más realista.

• Ratio señal/ruido

• es el ratio de voltaje de la señal para divulgar voltaje, y la unidad de ratio señal/ruido se expresa en el DB. Generalmente, el valor del ratio señal/ruido dado por la cámara es el valor cuando se apaga el AGC (control de ganancia automático), porque cuando se gira el AGC, la pequeña señal será aumentada, de modo que el nivel de ruidos también sea aumentado por consiguiente.

  El valor típico del ratio señal/ruido es 45-55dB. Si es 50dB, la imagen tiene una pequeña cantidad de ruido, pero la calidad de la imagen es buena; si es 60dB, la calidad de la imagen es buena y ningún ruido ocurre. Más en gran parte el ratio señal/ruido indica el control del ruido el mejor. Este parámetro se relaciona con el número de puntos del ruido en la imagen. Cuanto más alto es el ratio señal/ruido, cuanto más limpia es la imagen, y menos punto-como ruido en la imagen de la visión nocturna.

  2,5 DSP

  Función del procesador de señal numérica DSP (PROCESAMIENTO DE SEÑALES DIGITALES): principalmente con una serie de algoritmos matemáticos complejos para optimizar los parámetros de señal de la imagen digital, y para transferir las señales procesadas a las PC y otros dispositivos con el USB y otros interfaces

  2.5.1 la diferencia entre DSP y la ISP

  Glosario:

  La ISP es la abreviatura del procesador de señal de la imagen, es decir, procesador de señal de la imagen.

  DSP es la abreviatura del procesador de señal numérica, es decir, procesador de señal numérica.

  Explicación de la función:

  La ISP se utiliza generalmente para procesar los datos de salida del sensor de la imagen, tales como AEC (control de la exposición automática), AGC (control de ganancia automático), AWB (equilibrio blanco automático), corrección del color, sombrear de lente, corrección gamma, y retiro de pixeles muertos, del nivel negro auto, del nivel blanco auto y de otras funciones.

  Las funciones de DSP están más, él pueden hacer ciertas fotos y eco (JPEG que codifica y que descifra), grabación y aparato de lectura (codificación del vídeo y el descifrar), codificación H.264 y descifrar, y muchos otros aspectos de procesar, en fin, la señal numérica de proceso también.

  3. Clasificación y conceptos relacionados

• Según el interfaz

• Interfaz USB

  UVC, el nombre completo de la clase video del USB, es un sistema de estándares modificados para requisitos particulares por USB-IF. Todas las cámaras de la interfaz USB que siguen este estándar se pueden utilizar casi directamente bajo Windows, Linux y otros sistemas para alcanzar un efecto impulsión-libre similar.

  Por supuesto, no es que usted no necesita realmente un conductor, pero mientras una cámara con una interfaz USB cumpla con el estándar UVC, puede ser conducido por un sistema de conductores universales en los sistemas de Windows y de Linux, sin usted que necesita instalarlo. Otros conductores. Por ejemplo, hay un sistema de los conductores universales para los dispositivos UVC en el corazón de Linux: conductores/medios/usb/uvc. Mientras este sistema de conductores se gire, casi todas las cámaras UVC se pueden utilizar directamente.

  Interfaz de MIPI

  MIPI (interfaz móvil del procesador de la industria) es la abreviatura del interfaz móvil del procesador de la industria. MIPI es un estándar abierto para los procesadores de aplicación móvil iniciados por el MIPI Alliance.

  La organización de MIPI está confiada a estandardizar los interfaces internos de los dispositivos de comunicación móvil para reducir problemas de compatibilidad y para simplificar diseño. Por ejemplo, interfaz CSI de la cámara, interfaz DSI de la exhibición, interfaz DigRF de la radiofrecuencia, interfaz SLIMbus del micrófono/del altavoz, etc.

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• Interfaz de DVP

  DVP es una transmisión del puerto paralelo, la velocidad es más lento, el ancho de banda de la transmisión es bajo, el uso requiere el reloj de la salida de PCLKsensor, entrada de reloj externa de MCLK (XCLK), sincronización de VSYNCfield, sincronización de HSYNCline, puerto paralelo de D [0:11] Dato-puede ser el tamaño bit los datos 8/10/12bit.

  Interfaz de LVDS: LVDS (señalización diferenciada de la baja tensión) es transmisión de la señal diferenciada de la baja tensión

  Puerto de red: Cámara de red de IPC

  Interfaz del SDI: el interfaz video profesional, usando el cable coaxial, señal numérica, ahora allí es productos con el ancho de banda 18GHz, que puede resolver la transmisión video 8K.

  Interfaz del RGB: interfaz video análogo, usando el cable coaxial, señal analógica, señal estándar de la definición 720x576 o menos.

  interfaz de la informática: relativamente una nueva especificación, que será ampliamente utilizada en la industria del cuaderno substituir LVDS, apoyar la resolución ultraalta, y ayuda sobre 1080P

  3,2 clasificación por la lente

  Objetivo gran angular

  Lente estándar

  Teleobjetivo

  Zoom

  Lente del agujerito

  3,3 según puntos de la proyección de imagen

  Cámara de color

  Cámara blanco y negro

  Cámara infrarroja

  3,4 según la original fotosensible

  CCD

  Cmos

  3,5 según si la longitud focal es ajustable

  Cámara de foco fija

  Cámara del enfoque

  3,6 clasificado por el paquete de sensor

  CPS

  MAZORCA