Kameras mūsdienās ir visur,{0}}no viedtālruņa kabatā līdz ķirurģiskajiem instrumentiem operāciju zālē. Bet aiz katras attēlveidošanas ierīces atrodas svarīga sastāvdaļa: kameras modulis. Uzņēmumiem, kas vēlas saviem produktiem pievienot redzes iespējas,-neatkarīgi no tā, vai tas ir medicīniskais endoskops, rūpnieciskais robots vai vieda mazumtirdzniecības sistēma,-pirms lēmumu pieņemšanas par pirkumu ir svarīgi saprast, kas patiesībā ir kameras modulis un kā tas darbojas.
Šajā rokasgrāmatā ir aprakstīta kameras moduļu definīcija, galvenie komponenti, darbības principi un galvenās funkcijas, sniedzot jums tehnisko pamatu, lai novērtētu iespējas jūsu konkrētajam lietojumam.
Kas ir kameras modulis?
Kameras modulis ir kompakta, integrēta sistēma, kas paredzēta optiskās informācijas uztveršanai un konvertēšanai digitālos attēlos vai video plūsmās. Atšķirībā no gatavās kameras, ko iegādājaties veikalā, kameras modulis ir funkcionāls komponents, kas paredzēts iebūvēšanai lielākās elektroniskās sistēmās{1}}dronos, medicīnas ierīcēs, rūpnieciskajās iekārtās un viedierīcēs.
Kameras moduļa patiesā vērtība ir tajā, kā tas līdzsvaro optisko veiktspēju, elektronisko apstrādi un fiziskos ierobežojumus, piemēram, izmēru, svaru un enerģijas patēriņu. Oriģinālo iekārtu ražotājiem un risinājumu nodrošinātājiem tas nozīmē, ka varat saviem produktiem pievienot vīziju, pašam neapgūstot objektīva dizainu vai sensoru ražošanu.
Kā darbojas kameras modulis?
Gaismas pārvēršana digitālā attēlā ietver vairākas darbības. Izpratne par šo procesu palīdz izprast tādas specifikācijas kā izšķirtspēja, kadru nomaiņas ātrums un attēla kvalitāte.
1. Gaismas uztveršana
Gaisma ieplūst caur objektīvu, kas fokusē to uz attēla sensoru. Objektīva īpašības-fokusa attālums un redzes lauks-nosaka, cik liela daļa ainas tiek uzņemta un no kāda attāluma.
2. Pārveidošana no vieglas-elektrības-
Attēla sensors (parasti CMOS mikroshēma) satur miljoniem mikroskopisku fotodiožu, no kurām katra mēra gaismas intensitāti un pārvērš to elektriskajā spriegumā.
3. Signāla kondicionēšana
Neapstrādāti elektriskie signāli ir analogi un satur troksni. Analogais-uz-digitālais pārveidotājs pārveido tos neapstrādātos digitālos datos, kas attēlo attēlu.
4. Attēlu apstrāde
Neapstrādātiem digitālajiem datiem ir jāstrādā, lai tie kļūtu par izmantojamu attēlu. Attēla signālu procesors nodrošina trokšņu samazināšanu, baltā balansu, krāsu korekciju un asināšanu. Daudzām lietojumprogrammām ISP kvalitātei ir tikpat liela nozīme kā pašam sensoram.
5. Datu pārraide
Apstrādātais attēls vai video tiek nosūtīts uz resursdatora ierīci, izmantojot standartizētu interfeisu-USB, MIPI CSI-2 vai GMSL — lai sistēma varētu parādīt, analizēt vai saglabāt vizuālo informāciju.
Kameras moduļa galvenās sastāvdaļas
Katrs komponents ietekmē galaprodukta veiktspēju, uzticamību un izmaksas.
Attēla sensors
Sensors pārvērš gaismu elektriskos signālos. Lielākajā daļā mūsdienu moduļu tiek izmantoti CMOS sensori, jo tie piedāvā ātrāku nolasīšanu, zemāku enerģijas patēriņu un labākas izmaksas nekā vecāka CCD tehnoloģija. Galvenās specifikācijas ietver izšķirtspēju (megapikseļi), pikseļu izmēru (mikronos) un optisko formātu.
Objektīvs
Objektīvs fokusē gaismu uz sensoru un nosaka kameras attēlveidošanas īpašības. Galvenie parametri ir fokusa attālums (nosaka palielinājumu un redzes lauku) un diafragmas atvērums (kontrolē, cik daudz gaismas ienāk). Labs objektīvs ir būtisks, lai iegūtu asus attēlus un minimālus kropļojumus.
Attēla signālu procesors
ISP pārvērš neapstrādātus sensora datus izmantojamos attēlos. Daži moduļi integrē ISP sensora mikroshēmā; citi izmanto atsevišķu procesoru. ISP apstrādā automātisko-ekspozīciju, baltā balansu un krāsu interpolāciju.
Interfeiss
Interfeiss nosaka, kā modulis savieno un pārsūta datus. Izplatītas iespējas:
USB: Plug{0}}and-play, ideāli piemērots ātrai datora integrācijai. A1080p usb kameras modulisir izplatīta izvēle galddatoru lietojumprogrammām.
MIPI CSI-2: liels{0}}joslas platums, zema-jaudas interfeiss iegultajām sistēmām. Amipi csi kameras modulisvaimipi kameras modulisir standarts viedtālruņos un viena{0}}borta datoros.
GigE/GMSL: tālsatiksmes, ātrgaitas-izmantošanai rūpniecībā un automobiļos.
Mehāniskā struktūra
PCB savstarpēji savieno elektroniku, un aizsargkorpuss (bieži vien no tērauda) nodrošina izturību un dažreiz arī hidroizolāciju (IP67 vērtējums).
Kameras moduļu veidi pēc konfigurācijas
Atkarībā no sistēmas arhitektūras jums var būt nepieciešami dažādi formas faktori.
Sensors{0}}tikai moduļi
Tie nodrošina neapstrādātu sensoru izvadi sistēmām ar īpašu attēlu apstrādi. Akameras sensora modulisparasti resursdatoram ir jāapstrādā ISP funkcijas.
Integrētie kameras moduļi
Tie ietver sensoru, objektīvu un ISP vienā iepakojumā, kas izvada video, kas ir gatavs-izmantošanai{1}}. Acmos moduļa kameraar integrētu apstrādi vienkāršo izstrādi.
Borta{0}}līmeņa kameras
Tie uzmontē sensoru un atbalsta shēmas uz kompaktas PCB, lai to varētu viegli integrēt. Akameras moduļa platevar ietvert interfeisa savienotājus un sprieguma regulēšanu.
USB kameru moduļi
Tajos ir integrēts viss, kā arī USB interfeisa mikroshēma tiešai savienošanai ar datoriem. A1080p usb kameras modulisir populāra videokonferenču, dokumentu skenēšanas un pamata mašīnredzes jomā.
MIPI kameru moduļi
Tie izmanto MIPI CSI-2 interfeisa standartu iegultajām lietojumprogrammām. Amipi csi kameras modulisvaimipi kameras modulisir Raspberry Pi, NVIDIA Jetson un līdzīgu platformu{0}}izvēle.
Galvenās funkcijas uzlabotajām lietojumprogrammām
Izvēloties moduli rūpnieciskai, medicīniskai vai komerciālai lietošanai, skatieties tālāk par izšķirtspēju.
Zema-Vieglā veiktspēja
Lielāki pikseļi, aizmugures-izgaismota sensora tehnoloģija un laba trokšņu samazināšana blāvā vidē.
Globālais aizvars
Atšķirībā no ritošā slēdža (kas skenē rindu pēc rindas), globālais aizvars uzreiz tver visu kadru. Tas novērš kustības izplūšanu ar ātri -kustīgiem objektiem-, kas ir būtiski mašīnredzei un robotikai.
Augsts dinamiskais diapazons
HDR uztver plašāku spilgtuma diapazonu, saglabājot detaļas ēnās un apgaismotās vietās. Noderīgs āra vai nevienmērīgi apgaismotām ainām.
Augsts kadru nomaiņas ātrums
Vairāk kadru sekundē (60 kadri/s, 120 kadri/s) ir svarīgi, lai analizētu ātrus procesus ražošanas līnijās.
Aktīvās izlīdzināšanas tehnoloģija
Šis ražošanas process montāžas laikā precīzi izlīdzina objektīvu un sensoru pa sešām asīm. Aktīvā izlīdzināšana samazina pielaides, uzlabo attēla asumu visā kadrā un palielina ražošanas konsekvenci. Tā ir kvalitatīvas ražošanas pazīme.
Pareizā partnera izvēle
Kameras modulis ir sarežģīta elektro{0}}optiskā sistēma. Lai to izdarītu pareizi, ir nepieciešamas zināšanas optikā, elektronikā un ražošanā. Novērtējot potenciālos partnerus, aplūkojiet viņu ražošanas iespējas ne tikai specifikāciju lapā.
Sirsnīgs (SincereFirst)ir pavadījis vairāk nekā 30 gadus, izstrādājot un ražojot kameru moduļus. Pateicoties 10./100. klases COB bezputekļu-darbnīcām un aktīvajai izlīdzināšanas tehnoloģijai, tie nodrošina konsekventus, augstas veiktspējas{5}}produktus. Neatkarīgi no tā, vai veidojat medicīnas ierīci vai rūpnieciskās pārbaudes sistēmu, SincereFirst var palīdzēt jūsu inovācijām pievienot inteliģentu redzējumu. Sazinieties ar viņu komandu, lai apspriestu jūsu īpašās prasības.
