[Kamera-] Kameramodul-Hardware

February 28, 2023

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1.Introduction

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Kameramodul, CameraCompact-Modul des vollständigen Namens, CCM kurz. CCM besteht aus vier Großteilen: Linse (Linse), Sensor (Sensor), flexibles Brett (FPC) und Bildverarbeitungschip (DSP). Die wichtigen Komponenten, die die Qualität einer Kamera bestimmen, sind: Linse (Linse), Bildverarbeitungschip (DSP), Sensor (Sensor). Die Schlüsseltechnologien von CCM umfassen: optische Entwurfstechnologie, Fertigungstechnik des aspheric Spiegels und optische beschichtende Technologie.

Funktionsprinzip: Das Licht, das durch den Gegenstand durch die Linse (Linse) gesammelt wird, wandelt das optische Signal in ein elektrisches Signal durch eine CMOS- oder CCD-integrierte Schaltung um und dann wandelt es in ein Digitalbildsignal durch den internen Bildprozessor (ISP) um und gibt es zu den Prozess- und Bekehrtbildsignalen des digitalen Signalprozessors (DSP) in Standard-GRB, in YUV und in andere Formate aus.

 

2. Hardware-Zusammensetzung
2,1 Linse (Linse)
Linse ist ein Gerät, das Lichtsignale empfangen und die Lichtsignale zum fotoempfindlichen Bauelement CMOS/CCD zusammenlaufen kann. Linse bestimmt die beleuchtende Rate des Sensors, und sein Gesamteffekt ist im Verhältnis zu einer konvexen Linse.

Im Allgemeinen wird die Linsenstruktur einer Kamera aus einigen Linsen, einschließlich die Kunststofflinsen (PLASTIK) und die Glaslinsen (GLAS) verfasst. Normalerweise umfassen die Linsenstrukturen, die durch KAMERA benutzt werden: 1P, 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G, 8P, etc. Mehr Linsen, das höher die Kosten; Glaslinsen sind teurer als Kunststofflinsen, aber der Darstellungseffekt von Glaslinsen ist besser als der von Kunststofflinsen. Zur Zeit konfigurierten die Kameras für Handys im Markt sind hauptsächlich 1G3P (bestanden aus 1 Glaslinse und 3 Kunststofflinsen) zwecks Kosten zu verringern.

2.1.1 Hauptindikatoren der Linse
A. Eliminate so viele Aufflackern möglich

B., Bildklarheit

C. muss CRA (Leiter Ray Angle) zu schattieren zusammenpassen und verringern (Linse cra < Sensor="" CRA="">

D, die Öffnung so groß, wie möglich

E, Verzerrung so geringfügig, wie möglich, etc.

2.1.2 Hauptparameter der Linse
(1) Brennweite: Die Brennweite der Linse bestimmt die Größe des gefangengenommenen Bildes, die Größe des Blickfeldes, die Größe der Schärfentiefe und die Perspektive des Bildes. Im allgemeinen für eine Einzellinsenlinse, ist es der Abstand von der Mitte der Linse zum Schwerpunkt, während ein Kameraobjektiv aus mehrfachen Linsen verfasst wird, das viel schwieriger ist. Die Brennweite hier bezieht sich den auf Abstand vom Mittelpunkt der Linse zum klaren Bild, das auf dem fotoempfindlichen Bauelement (CCD) gebildet wird.

(2) Blickfeld: Wir verwenden häufig das horizontale Blickfeld, um den Schießstand des Bildes zu reflektieren. Das größer die Brennweite f, das kleiner der Blickwinkel und das kleiner die Strecke der Bilder gebildet auf dem lichtempfindlichen Element; im Gegenteil das kleiner die Brennweite f, das größer der Blickwinkel und das größer die Strecke der Bilder gebildet auf dem lichtempfindlichen Element.

(3) F-Wert (Öffnungsverhältnis): F-Wert bezieht sich die auf Helligkeit der Linse (das heißt, die Menge vom Licht übertragen durch die Linse). F=lens-Brennweite/Öffnungsdurchmesser. Für den gleichen F-Wert ist die Öffnung einer langen Brennweitelinse größer als die einer kurzen Brennweitelinse.

(4) Öffnung: Die Öffnung ist eine justierbare optisch-mechanische Öffnung, die innerhalb der Linse befunden wird, die benutzt werden kann, um die Menge des Lichtes zu steuern überschreiten durch die Linse. Variable Öffnung (Irisblende). Das mechanische Gerät innerhalb der Linse, zum der Größe der Öffnung zu steuern. Oder bezieht sich das auf Gerät, das benutzt wird, um die Öffnung der Linse zu öffnen oder zu schließen, um den Fhalt der Linse zu justieren.

(5) Schärfentiefe: Wenn ein Gegenstand im Fokus ist, sind alle Gegenstände innerhalb eines bestimmten Abstandes von der Vorderseite des Gegenstandes zu einem bestimmten Abstand hinter ihm mit Sein klar gleichwertig. Der Abstand von der Front, zu unterstützen, wo der Fokus ziemlich scharf ist, wird Schärfentiefe genannt.

2,2 Spulenmotor VCM (Sprachspulen-Motor) Sprach
Der vollständige Name ist Sprachspule Montor, ein Sprachspulenmotor in der Elektronik, die eine Art Motor ist-. Weil das Prinzip dem eines Sprechers ähnlich ist, wird es einen Sprachspulenmotor genannt, der die Eigenschaften der Hochfrequenzantwort und der hohen Präzision hat. Sein Hauptprinzip ist, die ausdehnende Position des Federblattes zu steuern, indem es den DC-Strom der inneren Spule des Motors in einem dauerhaften Magnetfeld ändert, auf und ab Bewegung dadurch fahren. Handykameras verwenden allgemein VCM, um die Funktion der automatischen Scharfeinstellung zu verwirklichen, durch die die Position der Linse justiert werden kann, um ein klares Bild darzustellen.

2.2.1 VCM-Leistungsindex
Die Leistung von VCM hängt hauptsächlich vom Verhältnis des Stroms zur Laufdistanz ab. Abfahrend vom beginnenden Strom, sollte der gegenwärtige Aufstieg zur Laufdistanz proportional sein, die gefahren werden kann. Das kleiner der erforderliche steigende Strom, das höher die Genauigkeit. Gleichzeitig hängt sie auch von der Höchstleistungs-Leistungsaufnahme, von der Höchstleistung und von der Größe ab.

2.2.2 Klassifikation von VCMs
Von der Struktur kann in drei Kategorien ungefähr unterteilt werden: (1) Schrapnellstruktur; (2) Ballstruktur; (3) Reibungsstruktur.

Im Hinblick auf Funktion kann es in fünf Kategorien ungefähr unterteilt werden: (1) offener Motor der offenen Schleife; (2) Regelmotor der nahen Schleife; (3) Alternative mittel-angebrachter Motor; (4) Bild-Stabilisierungsmotor OIS optischer (unterteilt in Übersetzungsart-, -verschiebungswelle Art, Memory-Metall-Art, etc.); (5) OIS+Close-Schleifen-sechsachsenmotor.

2.2.3 Prinzip von AF
Nachdem er den Modus der automatischen Scharfeinstellung eingegeben hat, bewegt sich der Fahrer von 0 auf den Grenzwert, damit die Linse von der Ausgangsstellung auf die maximale Verschiebungsposition sich bewegt. Diesmal macht die Sensor-Darstellungsoberfläche automatisch Fotos und rettet sie im DSP. Das DSP berechnet jedes Bild durch diese Bilder. Wert MTF (Modulationsübertragungsfunktion), damit den Grenzwert in dieser MTF-Kurve und durch den Algorithmus zu finden, erhalten den Strom entsprechend diesem Punkt und weisen noch einmal den Fahrer an, diesen Strom zur Sprachspule zur Verfügung zu stellen, damit die Linse an diesem Darstellungsgesicht stabilisiert, damit das automatische Laut summen erzielt wird.

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2.2.4 lautes Summen und Fokus
: Verwirklichen Sie optisches lautes Summen unter Verwendung des Motors des lauten Summens (LAUTES SUMMEN)

Durch die Bewegung der Linse innerhalb der Linse, um die Position des Schwerpunktes, der Länge der Brennweite von der Linse und der Größe des Betrachtenwinkels der Linse zu ändern, um die lineare Wiedergabe und die Reduzierung der Auswirkung zu erzielen.

B: Verwirklichen Sie automatische Scharfeinstellung unter Verwendung des Fokusmotors (AF)

Bewegen Sie die Position der gesamten Linse (eher als die Linse innerhalb der Linse) über einem kleinen Abstand, um die Brennweite der Linse zu steuern, um klare Bilder zu erzielen. Diese Methode ist in den Handys allgemein verwendet.

Optischer Fokus und optisches lautes Summen ist verschiedene Konzepte:

Optisches lautes Summen ist, die Position des Schwerpunktes, indem es die relative Position der Linse innerhalb der Linse zu ändern, die Länge der Brennweite der Linse zu ändern bewegt, und ändert den Betrachtenwinkel der Linse, um die Erweiterung und die Reduzierung des Bildes zu verwirklichen;

Die optische Fokussierung ist wirklich, die Position der gesamten Linse (nicht die Linse innerhalb der Linse) zu justieren um die Bildweite zu steuern, um das Bild am klarsten zu machen.

2,3 IR-CUT
Es gibt verschiedene Wellenlängen des Lichtes in der Natur. Der Wellenlängenbereich des Lichtes erkannt durch das menschliche Auge ist zwischen 320nm-760nm, und das Licht, das 320nm-760nm übersteigt, kann nicht durch das menschliche Auge gesehen werden; während die Darstellungskomponenten des Kamera CCDs oder des CMOS die meisten Wellenlängen des Lichtes absolut sehen können. Wegen der Teilnahme von verschiedenen Lichtern, der Farbe, die durch die Kamera wieder hergestellt werden und der Farbe, die durch das bloße Auge gesehen wird, haben Sie Abweichungen in der Farbe. Zum Beispiel werden Grünpflanzen grauliche weiße, rote Bilder werden hellrot, Schwarzes wird purpurrot, etc. Nachts wegen des Entstörungseffektes des Doppelspitzenfilters, kann das CCD vollen Gebrauch nicht vom ganzem Licht machen, und das Phänomen ohne Schneeflockengeräusche und seine Restlichtleistung sind unbefriedigend. Um dieses Problem zu lösen, wird IR-CUT Multifilter benutzt.

IR-CUT Multifilter bezieht sich einen Satz auf Filter, die in der Kameraobjektivgruppe errichtet werden. Wenn der Infrarot-Sensor-Punkt außerhalb der Linse die Änderung der Lichtstärke ermittelt, schaltet das eingebaute IR-CUT automatisch den Filter entsprechend dem externen die Intensität des Lichtes wird geschaltet automatisch dementsprechend, damit das Bild den besten Effekt erzielen kann. Das heißt, am Tag oder an der Nacht, kann der Multifilter den Filter automatisch schalten, also kann keine Angelegenheit am Tag oder an der Nacht, der beste Darstellungseffekt erhalten werden.

2.3.1 IR-CUT Zusammensetzung und Prinzip
Der IR SCHNITT Multifilterrangierlok besteht einem Infrarotabkürzungstiefpassfilter (ein Infrarotabkürzungs- oder Absorptionsfilter), einem optischen Glas des Vollspektrums (einem Vollgetriebespektralfilter), einem Machtmechanismus (die elektromagnetisch, Motor sein können oder aus anderer Energiequelle) und das Oberteil, wird es durch ein Strangregulierungsbedienpult geschaltet und in Position gebracht. Wenn das Tageslicht genügend ist, fährt das Strangregulierungsbedienpult die Rangierlok, um zu schalten und in Position zu bringen, um mit dem Infrarotsperrfilter zu arbeiten, und das CCD oder der CMOS stellt die wahre Farbe wieder her; wenn das sichtbare Licht nachts unzulänglich ist, wird der Infrarotsperrfilter automatisch, Vollspektrumoptik die Glasanfänge entfernt, um zu arbeiten. Diesmal kann er das Infrarotlicht der Infrarotlampe abfragen, damit das CCD oder der CMOS den vollen Gebrauch vom ganzem Licht machen können, dadurch erheblich sie verbessern sie die Nachtsichtleistung der Infrarotkamera, und das ganze Bild klar und natürlich ist.

2.3.2 IR-CUT Index
A. Der Infrarotabkürzungsgrad, die helle Beförderung und das Licht, das Effekt des Filters formt.

b. Maschinenantriebteil

c. Steuerstromkreis

4. Optischer Filter: IR Beschichten oder blaues Glas wird im Allgemeinen verwendet, um Infrarotlicht herauszufiltern.

2,4 Sensoren
Bild-Sensor (Bild-Sensor) ist ein Halbleiterchip mit Millionen zu den zehn Millionen Fotodioden auf seiner Oberfläche. Wenn die Fotodioden belichtet werden, erzeugen sie Gebühren und wandeln Licht in elektrische Signale um. Seine Funktion ist menschlichen Augen ähnlich, also beeinflußt die Leistung des Sensors direkt die Leistung der Kamera.

2.4.1 Sensor-Struktur

2.4.2 Klassifikation
Lichtempfindliches Element: CCD, CMOS (PPS und APS)

Verschiedene Prozesse: vorder-belichtetes FSI, zurück-belichtete BSI, gestapelt

2.4.3 Indikatoren
1. Pixel

Der Sensor hat viele lichtempfindlichen Zellen, die Licht in elektrische Ladung umwandeln, die ein elektronisches Bild entsprechend der Szene bilden. Im Sensor entspricht jede lichtempfindliche Einheit einem Pixel (Pixel). Mehr Pixel, bedeutet es, dass es weitere Gegenstandeinzelheiten abfragen kann, also ist das Bild klarer. Das höher das Pixel, das klarer der Darstellungseffekt. Das Produkt der Kameraentschließung ist der Pixelwert, zum Beispiel: 1280×960=1228800

2. Zielgröße

Die Größe des lichtempfindlichen Teils des Bild-Sensors, im Allgemeinen ausgedrückt in den Zoll. Wie ein Fernsehen beziehen sich diese Daten normalerweise auf die diagonale Länge des Bild-Sensors, wie 1/3 Zoll, das größer die Zieloberfläche, das besser das helle Getriebe und das kleiner die Zieloberfläche, ist es, größere Schärfentiefe zu erhalten das einfacher.

3. Empfindlichkeit

Es ist, die Intensität des Vorfalllichtes durch CCD oder CMOS und bezogene elektronische Schaltungen abzufragen. Das höher die Empfindlichkeit, das stärker die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Oberfläche zu beleuchten und das höher die Belichtungszeit, die besonders wichtig ist, wenn man Sportfahrzeuge und Nachtüberwachung schießt.

4. Elektronischer Verschluss

ist ein Ausdruck, der in Anspielung auf die mechanische Fensterladenfunktion einer Kamera geprägt wird. Er steuert die leicht-Abfragungszeit des Bild-Sensors. Da der leicht-Abfragungswert des Bild-Sensors die Ansammlung von Signalgebühren das größer ist, das länger die leicht-Abfragungszeit, das länger die Signalgebührenansammlungszeit und der Umfang des Ausgangssignalstroms. Das schneller der elektronische Verschluss, das niedriger die Empfindlichkeit, die für das Schießen unter grellem Licht passend ist.

5. Feldrate

Es bezieht sich die auf Anzahl von den Bildern, die pro Einheitszeit notiert werden oder gespielt sind. Eine Reihe Bilder ununterbrochen spielen produziert einen Animationseffekt. Entsprechend dem menschlichen visuellen System wenn die Wiedergabegeschwindigkeit des Bildes größer als 15 Bilder pro Sekunde (das heißt, 15 Rahmen) ist, kann das menschliche Auge den Sprung des Bildes kaum sehen; wenn es 24 Rahmen /s erreicht — — wenn 30 frames/s (das heißt, zwischen 24 Rahmen und 30 Rahmen), das Aufflackernphänomen im Allgemeinen nicht wahrnehmbar ist.

Bilder pro Sekunde (fps) oder Rahmenrate zeigt an, wieviele Male pro zweites der Grafik-Sensor in der Lage ist, bei der Verarbeitung des Feldes zu aktualisieren. Ergebnisse einer hohe Rahmenrate in einer glatteren, realistischeren Sichterfahrung.

6. Störsignalisierendes Verhältnis

ist das Verhältnis der Signalspannung zur Störspannung, und die Einheit des störsignalisierenden Verhältnisses wird in DB ausgedrückt. Im Allgemeinen ist der Wert des störsignalisierenden Verhältnisses, der durch die Kamera gegeben wird, der Wert, wenn der AGC (automatische Verstärkungsregelung) abgestellt wird, weil, wenn der AGC eingeschaltet wird, das differenzielle aufgeladen wird, damit der Geräuschpegel auch sich dementsprechend erhöht.

Der typische Wert des störsignalisierenden Verhältnisses ist 45-55dB. Wenn es 50dB ist, hat das Bild eine kleine Menge Geräusche, aber die Bildqualität ist gut; wenn es 60dB ist, ist die Bildqualität ausgezeichnet und es gibt keine Geräusche. Das besser die Steuerung. Die Anzahl von Geräuschpunkten im Bild, das auf diesem Parameter bezogen wird, das höher das störsignalisierende Verhältnis, der Reiniger das Bild ist und die weniger Punkt ähnlichen Geräusche im Nachtsichtbild.

2,5 DSPs
Funktion des digitalen Signalprozessors DSP (DIGITALE SIGNALVERARBEITUNG): hauptsächlich durch eine Reihe komplexe mathematische Algorithmusoperationen, zum der Digitalbildsignalparameter zu optimieren, und des verarbeiteten Signals PC und andere Ausrüstung durch USB überzumitteln und andere Schnittstellen

2.5.1 Unterschied zwischen DSP und ISP
Glossar:

ISP ist die Abkürzung des Bild-Signal-Prozessors, der der Bildsignalprozessor ist.

DSP ist die Abkürzung des digitalen Signalprozessors d.h. digitaler Signalprozessor.

Funktionserklärung:

ISP wird im Allgemeinen benutzt, um die Ausgabedaten des Bild-Sensors (Bild-Sensor), wie EGZ (Belichtungsautomatiksteuerung) zu verarbeiten, AGC (automatische Verstärkungsregelung), AWB (automatischer Weißabgleich), Farbkorrektur, Linsen-Schattierung, Gammakorrektur und tote Pixel, Selbstschwarzpegel, weißes Selbstniveau und andere Funktionen beseitigt.

DSP hat mehr Funktionen, es kann etwas Fotos und Echo (JPEG-Codec), Video und Play-back (Video Codec), Codec tun H.264, und viel andere Verarbeitung, kurz gesagt und verarbeitet digitales Signal.