Giới thiệuTrong thế giới hiện đại, máy ảnh kỹ thuật số trở nên rất phổ biến với công nghệ mới ở mức giá thấp nhất. Một trong những động lực quan trọng đằng sau sự ra đời của công nghệ mới là cảm biến hình ảnh CMOS. Mô-đun máy ảnh CMOS có chi phí sản xuất rẻ hơn so với các mô-đun khác. Với các tính năng mới đã được giới thiệu trong các máy ảnh hiện đại có cảm biến Cmos, việc chụp được những bức ảnh rõ nét là điều nổi bật.Nhà sản xuất mô-đun máy ảnh hàng đầuđã ra mắt một máy ảnh nhúng có hiệu suất cao hơn và tốc độ chụp ảnh cao hơn. Cảm biến CMOS đảm bảo đọc được mạch điện với tính năng cảm quang. Kiến trúc pixel trong thời hiện đại cũng thay đổi hoàn toàn và giúp chụp được những bức ảnh có chất lượng tuyệt vời. Cảm biến hình ảnh bán dẫn oxit kim loại bổ sung chuyển đổi ánh sáng thành electron, vì vậy, trong các thiết bị hiện đại, mô-đun máy ảnh USB đã được giới thiệu nhờ các tính năng cao cấp.
Mô-đun máy ảnh là gì?
Mô-đun máy ảnh hay Mô-đun máy ảnh nhỏ gọn là cảm biến hình ảnh cao cấp được tích hợp với Bộ điều khiển điện tử, ống kính, bộ xử lý tín hiệu số và Giao diện như USB hoặc CSI. Mô-đun máy ảnh đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Kiểm tra công nghiệp
- Giao thông & An ninh
- Bán lẻ & Tài chính
- Gia đình & Giải trí
- Sức khỏe & Dinh dưỡng
Với sự phát triển của công nghệ và phương tiện internet, tốc độ mạng đã được cải thiện rất nhiều và cùng với sự ra đời của các thiết bị chụp ảnh mới. Mô-đun máy ảnh đã được sử dụng rộng rãi trong Điện thoại thông minh, Máy tính bảng, PC, Robot, Máy bay không người lái, Thiết bị y tế, Thiết bị điện tử và nhiều thiết bị khác. Sự bùng nổ trong công nghệ chụp ảnh đã mở đường cho sự ra đời của các loại 5 Megapixel, 8 Megapixel, 13 Megapixel, 20 Megapixel, 24 Megapixel và hơn thế nữa.
Mô-đun máy ảnh chứa các thành phần sau như
- Cảm biến hình ảnh
- Ống kính
- Xử lý tín hiệu số
- Bộ lọc hồng ngoại
- Mạch in linh hoạt hoặc bảng mạch in
- Đầu nối
Ống kính:
Bộ phận quan trọng của bất kỳ máy ảnh nào là ống kính và nó đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng ánh sáng chiếu vào cảm biến hình ảnh và từ đó quyết định chất lượng của hình ảnh đầu ra. Việc chọn ống kính phù hợp cho ứng dụng của bạn là một môn khoa học và nói chính xác thì nó thiên về quang học hơn. Có một số thông số từ góc độ quang học cần được xem xét để chọn ống kính đáp ứng yêu cầu ứng dụng, ảnh hưởng đến việc lựa chọn ống kính, như thành phần thấu kính, cấu trúc của thấu kính dù là thấu kính bằng nhựa hay thủy tinh, tiêu cự hiệu dụng, F .Không, Trường nhìn, Độ sâu trường ảnh, độ méo TV, Độ chiếu sáng tương đối, MTF, v.v.
Cảm biến hình ảnh
Cảm biến hình ảnh là cảm biến phát hiện và truyền tải thông tin được sử dụng để tạo ra hình ảnh. Cảm biến là chìa khóa củaMô-đun máy ảnhđể xác định chất lượng của hình ảnh. Cho dù đó là máy ảnh của Điện thoại thông minh hay máy ảnh kỹ thuật số, Cảm biến đều đóng một vai trò quan trọng. Hiện nay, cảm biến CMOS phổ biến hơn và sản xuất ít tốn kém hơn nhiều so với cảm biến CCD.
Loại cảm biến- CCD vs CMOS
Cảm biến CCD - Ưu điểm của CCD là độ nhạy cao, độ ồn thấp và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu lớn. Nhưng quy trình sản xuất phức tạp, chi phí và tiêu thụ điện năng cao. Cảm biến CMOS – Ưu điểm của CMOS là khả năng tích hợp cao (tích hợp AADC với bộ xử lý tín hiệu nên có thể giảm đáng kể Kích thước nhỏ), tiêu thụ điện năng thấp và giá thành thấp. Nhưng độ ồn tương đối lớn, độ nhạy thấp và yêu cầu cao về nguồn sáng.
DSP:
Các thông số tín hiệu hình ảnh kỹ thuật số cũng được tối ưu hóa với sự trợ giúp của hàng loạt thuật toán toán học phức tạp. Quan trọng nhất, tín hiệu được truyền đến bộ lưu trữ hoặc có thể được truyền đến các bộ phận hiển thị.
Khung cấu trúc DSP bao gồm
- ISP
- bộ mã hóa JPEG
- Bộ điều khiển thiết bị USB
Sự khác biệt giữa mô-đun máy ảnh USB và mô-đun máy ảnh cảm biến/mô-đun máy ảnh CMOSMô-đun máy ảnh USB 2.0:
Mô-đun camera USB 2.0 tích hợp trực tiếp bộ camera và bộ quay video, sau đó kết nối với HỆ THỐNG HOST thông qua giao diện USB. Hiện nay, mô-đun máy ảnh kỹ thuật số trên thị trường CAMERA về cơ bản dựa trên giao diện USB2.0 truyền dữ liệu mới. Máy tính và các thiết bị di động khác được kết nối trực tiếp thông qua giao diện USB chỉ cần cắm và chạy. Các mô-đun máy ảnh USB2.0 khiếu nại UVC này tương thích với phần mềm Windows (DirectShow) và Linux (V4L2) và không yêu cầu trình điều khiển.
- Tiêu chuẩn loại video USB (UVC)
- Băng thông truyền tối đa của USB2.0 là 480Mbps (tức là 60MB/s)
- Đơn giản và tiết kiệm chi phí
- Cắm và chơi
- Khả năng tương thích cao và ổn định
- Dải động cao hơn
Sau khi được xử lý bằng phần mềm trên hệ điều hành tiêu chuẩn tương thích với tiêu chuẩn UVC, tín hiệu số được đưa ra màn hình.
Mô-đun máy ảnh USB 3.0:
So với mô-đun camera USB 2.0, camera USB 3.0 cho phép truyền ở tốc độ cao hơn và USB 3.0 hoàn toàn tương thích với giao diện USB2.0
- Băng thông truyền tối đa của USB3.0 lên tới 5.0Gbps (640MB/s)
- Định nghĩa 9 chân so với USB2.0 4 chân
- Hoàn toàn tương thích với USB 2.0
- Kết nối siêu tốc
Mô-đun máy ảnh Cmos (CCM)
Mô-đun máy ảnh CCM hoặc Coms còn được gọi là Mô-đun máy ảnh bán dẫn oxit kim loại bổ sung có thiết bị cốt lõi hữu ích cho các ứng dụng khác nhau như thiết bị máy ảnh cầm tay. Khi so sánh với các hệ thống camera truyền thống, CCM có rất nhiều tính năng bao gồm
- Thu nhỏ
- Tiêu thụ điện năng thấp
- Hình ảnh cao
- Chi phí thấp
Nguyên lý hoạt động của mô-đun Camera USB
Hình ảnh quang học do cảnh tạo ra thông qua thấu kính (LENS) được chiếu lên bề mặt cảm biến hình ảnh (SENSOR), sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện, tín hiệu này được chuyển đổi thành tín hiệu hình ảnh kỹ thuật số sau A/D (Analog/Digital ) chuyển đổi. Nó được gửi đến chip xử lý kỹ thuật số (DSP) để xử lý, sau đó được truyền đến máy tính thông qua giao diện I/O để xử lý, sau đó có thể nhìn thấy hình ảnh qua màn hình (HIỂN THỊ).
Làm cách nào để kiểm tra camera USB và CCM (mô-đun camera CMOS)? Camera USB: (ví dụ phần mềm Amcap)
Bước 1: Kết nối camera với camera USB.
Bước 2: Kết nối cáp USB với PC hoặc điện thoại di động thông qua bộ chuyển đổi OOT.
Amcap:
Mở AMCap vàChọn mô-đun máy ảnh của bạn:
Chọn độ phân giải trên Option>> Video Capture Pin
Điều chỉnh tương lai của máy ảnh như Độ sáng, Hợp đồng. Cân bằng trắng.. trên Tùy chọn>> Bộ lọc quay video
Amcap cho phép bạn chụp ảnh và quay video.
CCM:
CCM phức tạp hơn vì giao diện là MIPI hoặc DVP và DSP được tách biệt với mô-đun. Việc sử dụng bo mạch chuyển đổi Dothinkey và bo mạch con để kiểm tra là điều phổ biến trong sản xuất:
Bo mạch chuyển đổi Dothinkey:
kết nối mô-đun máy ảnh với bảng con (pic-2).
Mở phần mềm kiểm tra
Thông tin chi tiết về quy trình tùy chỉnh của mô-đun máy ảnh
Với hàng trăm nghìn ứng dụng mô-đun máy ảnh, các mô-đun máy ảnh OEM tiêu chuẩn không thể đáp ứng từng yêu cầu cụ thể, do đó, quá trình tùy chỉnh đi kèm với sự cần thiết và phổ biến, sửa đổi phần cứng và chương trình cơ sở, bao gồm kích thước mô-đun, góc xem ống kính, loại lấy nét tự động/cố định và Bộ lọc ống kính, để tiếp thêm sức mạnh cho sự đổi mới.
Kỹ thuật không định kỳ bao gồm hoàn toàn việc nghiên cứu, phát triển, thiết kế để sản xuất một sản phẩm mới; điều này cũng bao gồm chi phí trả trước. Quan trọng nhất, NRE là chi phí một lần có thể liên quan đến việc thiết kế, sản xuất một thiết kế hoặc thiết bị mới. Điều này cũng bao gồm sự khác biệt cho một quy trình mới. Nếu khách hàng đồng ý về NRE thì nhà cung cấp sẽ gửi bản vẽ để xác nhận sau khi thanh toán.
Luồng yêu cầu tùy chỉnh
- Bạn có thể cung cấp bản vẽ hoặc mẫu cũng như yêu cầu tài liệu và được phát triển bởi đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi.
- Giao tiếp
- Chúng tôi sẽ liên lạc chi tiết với bạn để xác định phần nào sản phẩm bạn cần và cố gắng đặt ra sản phẩm phù hợp nhất theo nhu cầu của bạn.
- Phát triển mẫu
- Xác định chi tiết của mẫu phát triển và thời gian giao hàng. Giao tiếp bất cứ lúc nào để đảm bảo tiến độ suôn sẻ.
- Kiểm tra mẫu
- Kiểm tra và phát triển ứng dụng của bạn, kết quả kiểm tra phản hồi, không cần sửa đổi, sản xuất hàng loạt.
Những câu hỏi bạn nên hỏi trước khi tùy chỉnh mô-đun máy ảnh. Yêu cầu là gì?
Mô-đun máy ảnh USBphải có những yêu cầu sau. Chúng là những thành phần quan trọng nhất giúp tăng độ rõ nét của hình ảnh và nguyên tắc hoạt động tốt. Các thành phần được chỉ định rõ ràng bằng cách kết nối thông qua mạch tích hợp CMOS và CCD. Nó phải hoạt động theo yêu cầu của người dùng và hoạt động như một tùy chọn máy ảnh thân thiện với người dùng. Nó sẽ kết nối với rất nhiều thứ bổ sung thêm một giải pháp hoàn hảo cho yêu cầu kết nối USB của camera.
- Ống kính
- cảm biến
- DSP
- PCB
Bạn muốn độ phân giải nào từ Camera USB?
Độ phân giải là tham số dùng để đo lượng dữ liệu trong ảnh bitmap, thường được biểu thị bằng dpi (dot per inch). Nói một cách đơn giản, độ phân giải của máy ảnh đề cập đến khả năng phân tích hình ảnh của máy ảnh, tức là số lượng pixel của cảm biến hình ảnh của máy ảnh. Độ phân giải cao nhất là kích thước khả năng phân giải hình ảnh của camera ở mức cao nhất, số lượng pixel cao nhất trong camera. Độ phân giải CMOS 30W pixel hiện tại là 640×480 và độ phân giải của CMOS 50W pixel là 800×600. Hai số độ phân giải đại diện cho đơn vị của số điểm theo chiều dài và chiều rộng của hình ảnh. Tỷ lệ khung hình của hình ảnh kỹ thuật số thường là 4:3.
Trong các ứng dụng thực tế, nếu camera được sử dụng để trò chuyện trên web hoặc hội nghị truyền hình thì độ phân giải càng cao thì băng thông mạng yêu cầu càng lớn. Vì vậy, người tiêu dùng nên chú ý đến khía cạnh này, nên chọn pixel phù hợp cho sản phẩm của mình theo nhu cầu.
Trường góc nhìn (FOV)?
Góc FOV đề cập đến phạm vi mà ống kính có thể bao phủ. (Vật thể sẽ không được ống kính che khi vượt quá góc này.) Ống kính máy ảnh có thể bao quát nhiều loại cảnh, thường được biểu thị bằng góc. Góc này được gọi là thấu kính FOV. Diện tích được vật thể bao phủ qua thấu kính trên mặt phẳng tiêu cự để tạo thành ảnh nhìn thấy được là trường nhìn của thấu kính. FOV phải được quyết định bởi môi trường ứng dụng. Góc ống kính càng lớn, trường nhìn càng rộng và ngược lại.
Kích thước camera cho ứng dụng của bạn
Các thông số chính đã được tính toán với mô-đun máy ảnh là kích thước, kích thước này thay đổi nhiều nhất tùy theo các yêu cầu khác nhau.
tùy thuộc vào kích thước và định dạng quang học. Nó có trường nhìn và tiêu cự để truy cập bằng tính toán kích thước đối tượng. Nó liên quan đến độ dài tiêu cự phía sau và bao gồm một ống kính hoàn hảo để định dạng. Kích thước quang học của ống kính phải phù hợp với ứng dụng của bạn và phụ thuộc vào kích thước quang học thông thường. Đường kính thay đổi tùy theo cảm biến lớn hơn và dụng cụ có nắp ống kính. Nó phụ thuộc vào hình thức mờ nét hay tối ở góc ảnh.
Với hàng trăm nghìn ứng dụng mô-đun máy ảnh, kích thước mô-đun đại diện cho yếu tố thay đổi nhiều nhất. Các kỹ sư của chúng tôi có khả năng phát triển các kích thước chính xác sẽ hoạt động tốt nhất cho dự án cụ thể của bạn.
EAU của sản phẩm
Giá thành của sản phẩm phụ thuộc vào thông số kỹ thuật. Máy ảnh USB có EAU nhỏ không được đề xuất là máy ảnh tùy chỉnh. Với các yêu cầu liên tục về nhu cầu và cá nhân hóa như Ống kính, kích thước, cảm biến, mô-đun máy ảnh tùy chỉnh là lựa chọn tốt nhất của bạn.
Chọn mô-đun máy ảnh phù hợp
Nhìn chung, hầu hết khách hàng sẽ tập trung vàomô-đun máy ảnh bên phảingười ta sẽ không bao giờ biết cần phải sử dụng loại ống kính nào ở đây. Ở đây có rất nhiều lý thuyết đã được sử dụng để giúp mọi người nhận thức được cách chọn ống kính hoàn hảo và mô-đun máy ảnh hoàn hảo. Ống kính bạn định chọn sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào quy trình mà bạn sẽ sử dụng. Do các giải pháp khác nhau của cảm biến và DSP cũng như các ống kính khác nhau nên hiệu ứng hình ảnh của mô-đun máy ảnh cũng rất khác nhau. Một số máy ảnh có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, nhưng một số máy ảnh chỉ có thể được sử dụng trong một số ứng dụng cụ thể để có được kết quả hình ảnh tốt nhất. Một số máy ảnh cấp sao có thể chụp ảnh trong môi trường ánh sáng yếu nhưng với mức giá tương đối cao.
Tác động hiệu quả:
Trong trường hợp bạn đã lắp đặt mô-đun máy ảnh hoặc máy ảnh trong văn phòng hoặc phòng ngủ nhỏ thì chỉ tiêu cự 2,8mm là đủ vào thời điểm đó. Trong trường hợp bạn muốn lắp mô-đun máy ảnh hoặc máy ảnh ở sân sau nhà thì chắc chắn nó phải yêu cầu tiêu cự từ 4mm đến 6 mm. Độ dài tiêu cự được tăng lên vì không gian lớn hơn. Bạn sẽ yêu cầu tiêu cự 8 mm hoặc 12 mm, sau đó bạn có thể sử dụng tiêu cự này trong nhà máy hoặc đường phố của mình vì không gian sẽ rất cao.
Khi bạn muốn chọn mô-đun máy ảnh cho ánh sáng NIR thì phản hồi quang phổ của mô-đun máy ảnh sẽ được xác định chủ yếu bởi vật liệu ống kính hoặc vật liệu cảm biến. Các cảm biến sẽ hoàn toàn dựa trên silicon và nó sẽ cho thấy phản ứng hiệu quả với ánh sáng NIR theo cách đặc biệt nhất. So với ánh sáng khả kiến hoặc 850nm, độ nhạy của 940nm sẽ nhỏ hơn rất nhiều. Mặc dù bạn hiểu được điều này nhưng bạn vẫn có thể có được hình ảnh rất hiệu quả. Khái niệm quan trọng nhất liên quan đến quá trình này là tạo ra đủ ánh sáng cho máy ảnh nhằm mục đích phát hiện. Bạn sẽ không bao giờ biết chính xác khi nào máy ảnh có thể được kích hoạt và có thể nắm bắt được thời điểm hoàn hảo sẽ khác nhau rất nhiều. Vì vậy, tại thời điểm đó, tín hiệu sẽ được gửi đến một mức độ cụ thể và người ta có thể chọn mô-đun máy ảnh phù hợp.
Phần kết luận
Từ phần thảo luận ở trên, mô-đun camera USB có các chức năng tổng thể và được lắp ráp với mô-đun thu phóng tự động. Tiêu điểm cố định của mô-đun camera USB có ống kính, đế gương, mạch tích hợp cảm quang, v.v. Người dùng phải tìm ra sự khác biệt giữa mô-đun máy ảnh USB và MIPI.
A mô-đun máy ảnh tùy chỉnhphù hợp hơn cho việc phát triển các ứng dụng mới. Bởi vì mô-đun máy ảnh tùy chỉnh có thể được xây dựng dựa trên các yêu cầu đã chỉ định. Từ xu hướng phát triển của máy ảnh, chúng ta có thể tìm hiểu: Thứ nhất, pixel cao hơn (13 triệu, 16 triệu), cảm biến hình ảnh chất lượng cao (CMOS), tốc độ truyền cao (USB2.0, USB3.0 và các giao diện nhanh khác) máy ảnh sẽ là xu hướng trong tương lai; Thứ hai là khả năng tùy biến và chuyên môn hóa (chỉ được sử dụng như một thiết bị đầu vào video chuyên nghiệp), đa chức năng (với các chức năng khác, chẳng hạn như ổ đĩa flash đi kèm, xu hướng sử dụng máy ảnh kỹ thuật số, cũng có thể hình dung rằng máy ảnh có thể có chức năng của một máy quét trong tương lai),... Thứ ba, trải nghiệm người dùng là rất quan trọng, thân thiện với người dùng hơn, dễ sử dụng hơn và nhiều chức năng ứng dụng thiết thực hơn là nhu cầu thực sự của khách hàng.
Thời gian đăng: 20-11-2022
