De hardware van de cameramodule

De hardware van de cameramodule

1 inleiding

De cameramodule, de volledige naam is Camera Compacte die Module, als CCM wordt afgekort.

CCM omvat vier belangrijke delen: lens, sensor, FPC, andDSP.

De belangrijke componenten die de kwaliteit van een camera bepalen zijn: lens, DSP, en sensor.

Het werk principe: Het licht door het voorwerp door de lens (lens) wordt verzameld wordt, door de CMOS of CCD-geïntegreerde schakeling, het lichte signaal omgezet in een elektrosignaal, en dan wordt de interne beeldbewerker (ISP) omgezet in een een digitale afbeeldingsignaal en output aan de de Verwerking en omzetting van de digitaal signaalbewerker (DSP)) in standaardgrb, YUV en andere signalen dat van het formaatbeeld.

2. Hardwaresamenstelling

• Lens

De lens is een apparaat dat lichte signalen kan ontvangen en samenkomen de lichte signalen op het fotogevoelige apparaat CMOS/CCD.Lens bepaalt het verlichtingstarief van de sensor, en zijn algemeen effect is met betrekking tot een convexe lens.

Over het algemeen, is de lensstructuur van een camera samengesteld uit verscheidene lenzen, die in plastic lens (PLASTIEK) en glaslens verdeeld zijn (GLAS). Over het algemeen, is de lensstructuur voor CAMERA wordt gebruikt die: 1P, 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G, 8P, enz. De meer lenzen, hoger de kosten; De glaslenzen zijn duurder dan plastic lenzen, maar het weergaveeffect van glaslenzen is beter dan dat van plastic lenzen. Momenteel die, zijn de camera's voor mobiele telefoons op de markt worden gevormd hoofdzakelijk 1G3P (uit 1 glaslens en 3 plastic lenzen wordt samengesteld), met de bedoeling van het drukken van kosten die.

• Hoofdindicatoren van Lens

A. elimineer zoveel mogelijk Gloed

• De duidelijkheid van de beeldkwaliteit
• CRA (Belangrijkst Ray Angle) zou moeten worden aangepast om het in de schaduw stellen te verminderen (Lenscra
• De opening is zo groot mogelijk
• De vervorming zou zo licht mogelijk moeten zijn
• Lens hoofdparameters

(1) brandpuntsafstand: De lengte van de brandpuntsafstand van de lens bepaalt de grootte van het genomen beeld, de grootte van het gebied van mening, de grootte van de velddiepte en het perspectief van het beeld. In het algemeen, voor één enkele lens, is het de afstand van het centrum van de lens aan het steunpunt, terwijl de cameralens een combinatie veelvoudige lenzen is, die ingewikkelder is. De brandpuntsafstand verwijst hier naar de afstand van het middelpunt van de lens aan het duidelijke die beeld op de fotogevoelige component wordt gevormd (CCD).

• Gebied van mening: Wij gebruiken vaak het horizontale gebied van mening om op de het schieten waaier van het beeld te wijzen. Groter de brandpuntsafstand F, kleinere vormde de hoek zich van mening, en kleiner de beeldwaaier op het fotogevoelige element; Omgekeerd, vormde kleiner zich de brandpuntsafstand F, groter de hoek van mening, en groter de beeldwaaier op het fotogevoelige element.
• F-waarde (openingsverhouding): De F-waarde verwijst naar de helderheid van de lens (namelijk de hoeveelheid licht door de lens wordt overgebracht die). F=Lensbrandpuntsafstand/openingsdiameter. Met dezelfde F-waarde, is de opening van een lange brandpuntsafstandlens groter dan dat van een korte brandpuntsafstandlens.
• Opening: De opening is een regelbaar optisch-mechanisch die diafragma binnen de lens wordt gevestigd, die kan worden gebruikt om de hoeveelheid licht te controleren die door de lens overgaan. Irisdiafragma. Een mechanisch die apparaat binnen de lens wordt gebruikt om de grootte van het diafragma te controleren. Of die het verwijst naar een apparaat aan open wordt gebruikt of sluit het lensdiafragma om de f-stop van de lens aan te passen.
• Velddiepte: Wanneer een voorwerp in nadruk is, zijn alle scènes van een bepaalde afstand voor het voorwerp aan een bepaalde afstand achter het ook gelijkwaardig aan duidelijk het zijn. De afstand van voorzijde aan rug waar de nadruk vrij duidelijk is wordt geroepen de velddiepte.
• 

• 2.1 VCM (de Motor van de Stemrol)

  De volledige naam is Stemrol Montor, de motor van de stemrol in elektronika, die een type van motor is. Omdat het principe aan dat van een spreker gelijkaardig is, wordt het genoemd een motor van de stemrol, die de kenmerken van hoge weergavekarakteristiek en hoge precisie heeft. Het belangrijkste principe is de uitgerekte positie van het de lenteblad te controleren door de gelijkstroom-stroom van de rol in de motor in een permanent magnetisch veld te veranderen, daardoor drijvend boven en beneden beweging. De mobiele telefooncamera's gebruiken wijd VCM om auto-zichconcentreert te bereiken. Door VCM, kan de positie van de lens aan huidige duidelijke beelden worden aangepast.

• VCM prestatie-indicators

• De prestaties van VCM hangen hoofdzakelijk van de verhouding van stroom aan reisafstand af. Beginnend van de beginnende stroom, zou de huidige stijging aan de slagafstand evenredig moeten zijn die kan worden gedreven. Kleiner de toenemende vereiste stroom, hoger de nauwkeurigheid. Tegelijkertijd, hangt het ook van de maximummachtsconsumptie, de maximummacht, en de grootte af.

• VCM classificatie

• Van de structuur, kan het ruwweg in drie categorieën worden verdeeld: (1) granaatscherfstructuur; (2) baltype structuur; (3) wrijvingtype structuur.

  Van de functie, kan het ruwweg in vijf categorieën worden verdeeld: (1) open lijn open motor; (2) dichte lijn gesloten lijnmotor; (3) afwisselende centrale motor; De formule van het geheugenmetaal, enz.); (5) OIS+Close-lijn zes-as motor.

• AF principe

• Na het ingaan van de autonadrukwijze, beweegt de Bestuurder zich van 0 aan de maximumwaarde, die de lens maakt zich van de originele positie aan de maximumverplaatsing bewegen. Op dit ogenblik, neemt de oppervlakte van de sensorweergave automatisch beelden en bewaart hen in DSP. DSP gebruikt deze beelden om de waarde van elk beeld te berekenen. Van MTF (de functie van de Modulatieoverdracht) de waarde, om de maximumwaarde in deze MTF-kromme, en door het algoritme te vinden, krijgt de huidige grootte beantwoordend aan dit punt, en draagt nogmaals de Bestuurder op om de stroom aan de stemrol te verstrekken, zodat de lens op de weergaveoppervlakte wordt gestabiliseerd, zodat het automatische gezoem wordt bereikt.

• 

• Gezoem en nadruk

• A: De motor van het gebruiksgezoem (GEZOEM) om optische zoomfuncties te bereiken

  Door de lens binnen de lens te bewegen om de positie van de nadruk te veranderen, de lengte van de lensbrandpuntsafstand te veranderen, en de hoek van mening van de lens te veranderen, om het effect te bereiken van uit het zoemen binnen en.

  B: Bereik autonadruk gebruikend nadrukmotor (AF)

  Beweeg de positie van de volledige te dichte lens (eerder dan de lens binnen de lens) om de lengte van de lensbrandpuntsafstand te controleren om een duidelijk beeld te bereiken. Een algemeen gebruikte methode in mobiele telefoons.

  De optische nadruk en de optische zoomfuncties zijn verschillende concepten:

  De optische zoomfuncties moeten de positie van de nadruk veranderen door de relatieve positie van de lens binnen de lens te bewegen, de lengte van de lensbrandpuntsafstand veranderen, en de hoek van mening van de lens veranderen, om de de beelduitbreiding en vermindering te realiseren;

  De optische nadruk moet eigenlijk de positie van de volledige lens (niet de positie van de lens in de lens) aanpassen om de beeldafstand te controleren, zodat het beeld het duidelijkst is.

• IRL-BESNOEIING

• Er zijn diverse golflengten van licht in aard. Het menselijke oog erkent het licht in de golflengtewaaier van 320nm-760nm, en het licht voorbij 320nm-760nm kan niet door het menselijke oog worden gezien; terwijl de weergavecomponenten van de camera CCD of CMOS het grote Deel van de golflengte van licht kunnen zien. wegens de participatie van diverse die lichten dat, verschilt de kleur door de camera wordt hersteld van de kleur door het blote oog wordt gezien. Bijvoorbeeld, draaien de groene installaties grijs, draaien de rode beelden lichtrode, zwarte draaienpurple, enz. Bij nacht, wegens het het filtreren effect van de bimodale filter, kan CCD geen volledig gebruik van al licht maken, veroorzaakt sneeuwvlok geen lawaai, en zijn low-light prestaties zijn onbevredigend. om dit probleem op te lossen, wordt de IRL-BESNOEIING dubbele filter gebruikt.

  Die verwijst de IRL-BESNOEIING dubbele filter naar een reeks filters in de groep van de cameralens worden gebouwd. Wanneer de infrarode sensor buiten de lens de intensiteit van het licht ontdekt, schakelt de ingebouwde IRL-BESNOEIING automatisch de filter volgens het externe licht. De sterkte van de wil schakelt automatisch, zodat het beeld het beste effect bereikt. Met andere woorden, in de loop van de dag of nacht, kan de dubbele filter de filter automatisch schakelen, zodat kan het beste weergaveeffect ongeacht of worden verkregen het dag en nacht in is.

• IRL-BESNOEIING samenstelling en principe

• IRL SNEED dubbele filterswitcher bestaat uit een infrared afgesneden low-pass filter (afgesneden infrared of absorptiefilter), een volledig-spectrum optisch glas (een filter van het volledig-transmissiespectrum), en een machtsmechanisme (die elektromagnetisch kunnen zijn, bestaat het uit een motor of andere krachtbron) en een huisvesting, die wordt geschakeld en door een raad van de kringscontrole geplaatst. Wanneer het daglicht volstaat, zet de raad van de kringscontrole switcher ertoe aan om de infrared afgesneden filter te schakelen en te plaatsen om te werken, herstellen CCD of CMOS de ware kleur; wanneer het zichtbare licht bij nacht ontoereikend is, verwijdert de infrared afgesneden filter zich automatisch, volledig-spectrumoptica het glasbegin om te werken. Op dit ogenblik, kan het het infrarode licht van de infrarode lamp ontdekken, zodat CCD of CMOS volledig gebruik van al licht kan maken, dat zeer de prestaties van de nachtvisie van de infrarode camera verbetert, en het gehele beeld is duidelijk en natuurlijk.

• IRL-BESNOEIING indicatoren

• a. Infrared snijden graad van de filter, de lichte overbrenging, en het lichte vormende effect, enz. af

• Het deel van de machtsaandrijving
• Controlekring

• 2.4.1 sensorstructuur

  4.Filter: over het algemeen de Deklaag van gebruiksirl of blauw glas om infrarood licht uit te filtreren.

  2.4 sensor

  De beeldsensor is een halfgeleiderspaander met miljoenen aan tientallen miljoenen fotodiodes op zijn oppervlakte. De fotodiodes zullen elektrische lasten wanneer blootgesteld aan licht produceren, dat licht in elektrosignalen omzet.

•  

  

   

   

  2.4.2 classificatie

  Fotogevoelige origineel: CCD, CMOS (PPS EN APS)

  Verschillende processen: voor-verlichte FSI, achter-verlichte gestapelde BSI,

  2.4.3 indicatoren

  1. Pixel

  Er zijn vele fotogevoelige eenheden op de sensor, die licht in elektrische lasten kan omzetten om een elektronisch beeld te vormen die aan de scène beantwoorden. In de sensor, beantwoordt elke fotogevoelige eenheid aan een pixel (Pixel). De meer pixel, het betekent dat het meer objecten details kan ontdekken, zodat is het beeld duidelijker, en hoger de pixel, duidelijker het weergaveeffect. Het product van de cameraresolutie is de pixelwaarde, bijvoorbeeld: 1280×960=1228800

  2.Target oppervlaktegrootte

  De grootte van het fotogevoelige deel van de beeldsensor wordt over het algemeen uitgedrukt in duim. Als een TV, verwijzen deze gegevens gewoonlijk naar de diagonale lengte van de beeldsensor, zoals 1/3 duim in gemeenschappelijk. Groter de doeloppervlakte, beter zijn de lichte stroom, en kleiner de doeloppervlakte, gemakkelijker het te verkrijgen. Grotere velddiepte.

• Gevoeligheid

• Namelijk wordt de intensiteit van inherent licht ontdekt door CCD of CMOS en verwante elektronische kringen. Hoger de gevoeligheid, sterker de gevoeligheid van de fotogevoelige oppervlakte aan licht, en hoger de blindsnelheid. Dit is vooral belangrijk wanneer het schieten van bewegende voertuigen en controle bij nacht.

• Elektronisch blind

• is een termijn die naar de mechanische blindfunctie verwijzen van een camera. Het controleert de licht-ontdekt tijd van de beeldsensor. Sinds licht-ontdekt is de waarde van de beeldsensor de accumulatie van signaallast, langer licht-ontdekt, langer de de accumulatietijd van de signaallast, en groter de omvang van de stroom van het outputsignaal. Sneller het elektronische blind, lager de gevoeligheid, die geschikt is om onder sterk licht te schieten.

• Framesnelheid

• Het verwijst naar het aantal beelden per eenheidstijd die worden geregistreerd of worden gespeeld. Onophoudelijk zal het spelen van een reeks beelden animatie-effecten veroorzaken. Volgens het menselijke visuele systeem, wanneer de beeldafspeelsnelheid groter is dan 15 frames per seconde (namelijk 15 kaders), kan het menselijke oog de sprong van het beeld nauwelijks zien; wanneer het 24 kaders /s bereikt — — het trillingsfenomeen is bijna onwaarneembaar wanneer het tussen 30 frames/s is (namelijk tussen 24 kaders en 30 kaders).

  Het aantal frames per seconde (fps) of framesnelheid wijst op het aantal tijden de grafieksensor per seconde kan bijwerken terwijl het verwerking van het gebied. Een hoge framesnelheid kan een meer vlote en realistischere visuele ervaring krijgen.

• Signal-to-noise verhouding

• is de verhouding van signaalvoltage aan lawaaivoltage, en de eenheid van signal-to-noise verhouding wordt uitgedrukt in dB. Over het algemeen, is de signal-to-noise verhouding waarde door de camera wordt gegeven de waarde wanneer AGC (automatische aanwinstencontrole) wordt uitgezet, omdat wanneer AGC wordt aangezet, het kleine signaal zal worden verhoogd, zodat het geluidsniveau dat ook dienovereenkomstig zal verhoogd worden.

  De typische waarde van de signal-to-noise verhouding is 45-55dB. Als het 50dB is, heeft het beeld een kleine hoeveelheid lawaai, maar de beeldkwaliteit is goed; als het 60dB is, is de beeldkwaliteit goed en geen lawaai komt voor. Groter de signal-to-noise verhouding wijst op de controle van lawaai beter. Deze parameter is verwant met het aantal lawaaipunten in het beeld. Hoger de signal-to-noise verhouding, de reinigingsmachine het beeld, en het minder punt-als lawaai in het beeld van de nachtvisie.

  2.5 DSP

  Van de digitaal signaalbewerker DSP (DIGITAAL SIGNAALverwerking) de functie: hoofdzakelijk door een reeks complexe wiskundige algoritmen om de parameters van het digitale afbeeldingsignaal te optimaliseren, en de verwerkte signalen naar PCs en andere apparaten door USB en andere interfaces over te brengen

  2.5.1 het verschil tussen DSP en ISP

  Verklarende woordenlijst:

  ISP is de afkorting van de Bewerker van het Beeldsignaal, d.w.z., de bewerker van het beeldsignaal.

  DSP is de afkorting van Digitaal Signaalbewerker, d.w.z., digitaal signaalbewerker.

  Functieverklaring:

  ISP wordt over het algemeen gebruikt om de outputgegevens van de Beeldsensor, zoals AEC (automatische blootstellingscontrole), AGC (automatische aanwinstencontrole), AWB (automatische witbalans), kleurencorrectie, Lens het In de schaduw stellen, Gammacorrectie, en verwijdering van dode pixel, Auto Zwart Niveau, Auto Wit Niveau en andere functies te verwerken.

  DSP-de functies zijn meer, kan het wat foto's en echo (en JPEG die decoderen coderen), het registreren en playback (en Video die decoderen coderen), en H.264, en veel andere aspecten die van verwerking doen coderen decoderen, in het kort, verwerkings Digitaal signaal ook.

  3. Classificatie en verwante concepten

• Volgens de interface

• USB-interface

  UVC die, is de volledige naam van de Videoklasse van USB, een reeks normen door USB-IF worden aangepast. Alle USB-interfacecamera's die deze norm volgen kunnen bijna direct onder Vensters, Linux en andere systemen worden gebruikt om een gelijkaardig aandrijving-vrij effect te bereiken.

  Natuurlijk, is het niet dat u werkelijk geen bestuurder wenst, maar zolang een camera met een USB-interface aan de UVC norm voldoet, kan het door een reeks universele bestuurders in Vensters en Linux-systemen, zonder u worden gedreven die het moeten installeren. Andere bestuurders. Bijvoorbeeld, is er een reeks universele bestuurders voor UVC apparaten in de Linux-pit: bestuurders/media/usb/uvc. Zolang deze reeks bestuurders wordt aangezet, bijna kunnen alle UVC camera's direct worden gebruikt.

  MIPI-interface

  MIPI (de Mobiele Interface van de de Industriebewerker) is de afkorting van de Mobiele Interface van de de Industriebewerker. MIPI is een open norm voor mobiele die toepassingsbewerkers door MIPI Alliance in werking wordt gesteld.

  De MIPI-organisatie is geëngageerd aan het standaardiseren van de interne interfaces van mobiel communicatiemiddel apparaten om verenigbaarheidskwesties te verminderen en ontwerp te vereenvoudigen. Bijvoorbeeld, camerainterface CSI, vertoningsinterface DSI, radiofrequentieinterface DigRF, microfoon/sprekersinterface SLIMbus, enz.

• 

• DVP-interface

  DVP is een parallelle poorttransmissie, is de snelheid langzamer, is de transmissiebandbreedte laag, vereist het gebruik PCLKsensor-outputklok, externe de klokinput van MCLK (XCLK), VSYNCfield-synchronisatie, HSYNCline-synchronisatie, gegeven-kan de parallelle poort van D [0:11] 8/10/12bit-de grootte van het gegevensbeetje zijn.

  LVDS-interface: LVDS (Laag Voltageverschil die signaleren) is transmissie van het laag voltage de differentiële signaal

  Netwerkhaven: IPC netwerkcamera

  SDI interface: professionele videointerface, die coaxiale kabel, digitaal signaal gebruiken, nu zijn er producten met 18GHz-bandbreedte, die de videotransmissie van 8K kan ontmoeten.

  RGB interface: analoge videointerface, die coaxiale kabel, analoog signaal, standaard de definitiesignaal van 720x576 of minder gebruiken.

  informaticainterface: een vrij nieuwe specificatie, die wijd in de notitieboekjeindustrie zal gebruikt worden om LVDS te vervangen, ultrahoge resolutie, en steun boven 1080P steunen

  3.2 classificatie door lens

  Groothoeklens

  Standaardlens

  Telelens

  Zoomlens

  Speldepriklens

  3.3 volgens weergavepunten

  Kleurencamera

  Zwart-witte camera

  Infrarode camera

  3.4 volgens fotogevoelige origineel

  CCD

  CMOS

  3.5 naargelang de brandpuntsafstand regelbaar is

  Vaste nadrukcamera

  Gezoemcamera

  3.6 geclassificeerd door sensorpakket

  CPS

  MAÏSKOLF