2026-07-28
يحدد طول البعد البؤري للعدسة حجم الصورة الملتقطة وحجم مجال الرؤية وحجم عمق المجال وقوة منظور الصورة. بشكل عام، بالنسبة للعدسة ذات العدسة الواحدة، فهي المسافة من مركز العدسة إلى التركيز، بينما تتكون عدسة الكاميرا من عدسات متعددة، وهو أمر أكثر تعقيدًا. يشير الطول البؤري هنا إلى المسافة من النقطة المركزية للعدسة إلى الصورة الواضحة المتكونة على الجهاز الحساس للضوء (CCD).
غالبًا ما نستخدم مجال الرؤية الأفقي لتعكس نطاق التصوير للصورة. كلما زاد البعد البؤري f، قل مجال الرؤية، وصغر نطاق الصورة المتكونة على العنصر الحساس؛ على العكس من ذلك، كلما كان البعد البؤري f أصغر، زاد مجال الرؤية، وزاد نطاق الصورة المتكونة على العنصر الحساس للضوء.
تشير قيمة F إلى سطوع العدسة (أي كمية الضوء التي تنقلها العدسة). F = الطول البؤري للعدسة / قطر الفتحة. بالنسبة لنفس قيمة F، يكون قطر العدسة ذات البعد البؤري الطويل أكبر من قطر العدسة ذات البعد البؤري القصير.
الفتحة عبارة عن فتحة ميكانيكية بصرية قابلة للتعديل موجودة داخل العدسة، والتي يمكن استخدامها للتحكم في كمية الضوء التي تمر عبر العدسة. فتحة متغيرة (الحجاب الحاجز القزحية). جهاز ميكانيكي داخل العدسة يستخدم للتحكم في حجم فتحة العدسة. أو يشير إلى جهاز يستخدم لفتح أو إغلاق فتحة العدسة لضبط فتحة العدسة.
عندما يتم التركيز على كائن ما، فإن جميع الكائنات من مسافة معينة أمام الكائن إلى مسافة معينة خلفه تكون أيضًا ضمن التركيز. المسافة من الأمام إلى الخلف حيث يكون التركيز واضحًا تمامًا تسمى عمق المجال.
الاسم الكامل هو Voice Coil Montor، وهو محرك ملف صوتي في الإلكترونيات، وهو نوع من المحركات. نظرًا لأن المبدأ مشابه لمبدأ مكبر الصوت، فإنه يطلق عليه محرك الملف الصوتي، الذي يتميز بخصائص الاستجابة عالية التردد والدقة العالية. مبدأها الرئيسي هو التحكم في موضع تمدد ورقة الزنبرك عن طريق تغيير تيار التيار المستمر للملف في المحرك داخل مجال مغناطيسي دائم، وبالتالي دفع الحركة لأعلى ولأسفل. تستخدم كاميرات الهاتف المحمول VCM على نطاق واسع لتحقيق وظيفة التركيز التلقائي. يمكن لـ VCM ضبط موضع العدسة لتقديم صور واضحة.
يعتمد أداء VCM بشكل أساسي على نسبة التيار ومسافة السفر. بدءًا من تيار البداية، يجب أن يكون ارتفاع التيار متناسبًا مع مسافة القيادة. كلما كان التيار الصاعد المطلوب أصغر، كلما زادت الدقة. ويعتمد أيضًا على الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة والحد الأقصى للطاقة والحجم.
يمكن تقسيم الهيكل تقريبًا إلى ثلاث فئات:
ومن الناحية الوظيفية، يمكن تقسيمها تقريبًا إلى خمس فئات:
بعد الدخول في وضع التركيز التلقائي، يتحرك السائق من 0 إلى القيمة القصوى، مما يتسبب في تحرك العدسة من الموضع الأصلي إلى أقصى إزاحة. في هذا الوقت، يقوم سطح التصوير بالمستشعر تلقائيًا بالتقاط الصور وحفظها في معالج الإشارة الرقمي (DSP). يستخدم DSP هذه الصور لحساب قيمة MTF (وظيفة نقل التعديل) لكل صورة للعثور على القيمة القصوى في منحنى MTF هذا. من خلال الخوارزمية، يتم الحصول على الحجم الحالي المقابل لهذه النقطة، ويتم توجيه السائق مرة أخرى لتوفير هذا التيار للملف الصوتي، بحيث يتم تثبيت العدسة على سطح التصوير هذا، مما يسمح بالتكبير التلقائي.
ومن خلال تحريك العدسة داخل العدسة، يتغير موضع التركيز، ويتغير البعد البؤري للعدسة، وتتغير زاوية رؤية العدسة، وبالتالي تضخيم التأثير وتقليله.
ومن خلال تحريك موضع العدسة بأكملها (بدلاً من العدسة داخل العدسة) على مسافة دقيقة، يمكنك التحكم في الطول البؤري للعدسة للحصول على صورة واضحة. طريقة شائعة الاستخدام في الهواتف المحمولة.
التركيز البصري والتكبير البصري مفهومان مختلفان:
يقوم الزوم البصري بتغيير موضع التركيز عن طريق تحريك الموضع النسبي للعدسة داخل العدسة، ويغير البعد البؤري للعدسة، ويغير زاوية رؤية العدسة، وبالتالي تكبير الصورة وتصغيرها؛ يقوم التركيز البصري في الواقع بضبط موضع العدسة بأكملها (بدلاً من موضع العدسة داخل العدسة) للتحكم في مسافة الصورة، مما يجعل الصورة أكثر وضوحًا.
هناك أطوال موجية مختلفة للضوء في الطبيعة. يتراوح نطاق الطول الموجي للضوء الذي تتعرف عليه العين البشرية بين 320 نانومتر - 760 نانومتر. لا تستطيع العين البشرية رؤية الضوء الذي يتجاوز 320 نانومتر - 760 نانومتر. يمكن لمكون التصوير الخاص بالكاميرا CCD أو CMOS رؤية معظم الأطوال الموجية للضوء. بسبب مشاركة الأضواء المختلفة، يحدث انحراف لوني بين اللون الذي تعيده الكاميرا وما تراه بالعين المجردة. على سبيل المثال، تتحول النباتات الخضراء إلى اللون الرمادي، والصور الحمراء إلى اللون الأحمر الفاتح، والأسود إلى اللون الأرجواني، وما إلى ذلك. في الليل، بسبب تأثير الترشيح للمرشح ثنائي النسق، لا يمكن لـ CCD الاستفادة الكاملة من كل الضوء، ولا ينتج ضوضاء ندفة الثلج، وأداء الإضاءة المنخفضة غير مرضٍ. لحل هذه المشكلة، استخدم الفلتر المزدوج IR-CUT.
تشير المرشحات المزدوجة IR-CUT إلى مجموعة من المرشحات المدمجة في مجموعة عدسات الكاميرا. عندما تكتشف نقطة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء خارج العدسة تغيرات في شدة الضوء، يمكن لمرشح التبديل التلقائي IR-CUT المدمج أن يتحول تلقائيًا وفقًا لكثافة الضوء الخارجي لتحقيق أفضل تأثير للصورة. بمعنى آخر، يمكن للمرشحات المزدوجة تبديل المرشحات تلقائيًا أثناء النهار أو الليل، حتى تتمكن من الحصول على أفضل تأثير تصوير بغض النظر عن النهار أو الليل.
يتكون محول الفلتر المزدوج IR CUT من مرشح تمرير منخفض للأشعة تحت الحمراء (مرشح قطع أو امتصاص للأشعة تحت الحمراء)، وزجاج بصري كامل الطيف (مرشح نفاذية كامل الطيف)، وآلية طاقة (يمكن أن تكون كهرومغناطيسية، أو محركًا أو مصدر طاقة آخر) ومبيت. يتم تبديله ووضعه من خلال لوحة تحكم الدائرة. عندما يكون هناك ضوء كافٍ خلال النهار، تقوم لوحة التحكم بالدائرة بتشغيل المفتاح للتبديل ووضع مرشح القطع بالأشعة تحت الحمراء للعمل، ويستعيد CCD أو CMOS اللون الحقيقي؛ عندما يكون الضوء المرئي غير كافٍ في الليل، يتحرك مرشح القطع بالأشعة تحت الحمراء تلقائيًا بعيدًا، ويبدأ الزجاج البصري كامل الطيف في العمل. في هذا الوقت، يمكنه استشعار ضوء الأشعة تحت الحمراء لمصباح الأشعة تحت الحمراء، مما يسمح لـ CCD أو CMOS بالاستفادة الكاملة من كل الضوء، وبالتالي تحسين أداء الرؤية الليلية لكاميرا الأشعة تحت الحمراء بشكل كبير، وستكون الصورة بأكملها واضحة وطبيعية.
بشكل عام، يتم استخدام طلاء الأشعة تحت الحمراء أو الزجاج الأزرق لتصفية ضوء الأشعة تحت الحمراء.
مستشعر الصورة عبارة عن شريحة من أشباه الموصلات تحتوي على ملايين إلى عشرات الملايين من الثنائيات الضوئية على سطحها. تولد الثنائيات الضوئية شحنات عند تعرضها للضوء وتحول الضوء إلى إشارات كهربائية. وظيفتها مشابهة للعين البشرية، وبالتالي فإن أداء المستشعر سيؤثر بشكل مباشر على أداء الكاميرا.
نسخة أصلية حساسة للضوء: CCD، CMOS (PPS وAPS)
عمليات مختلفة: FSI بإضاءة أمامية، وBSI بإضاءة خلفية، ومكدسة
يوجد على المستشعر العديد من الوحدات الحساسة للضوء، والتي يمكنها تحويل الضوء إلى شحنات كهربائية لتكوين صورة إلكترونية تتوافق مع المشهد. في المستشعر، كل وحدة حساسة للضوء تتوافق مع بكسل (Pixels). كلما زاد عدد البكسلات، فهذا يعني أنه يمكنه استشعار المزيد من تفاصيل الكائن، وبالتالي تكون الصورة أكثر وضوحًا. كلما زادت وحدات البكسل، كان تأثير التصوير أكثر وضوحًا. حاصل ضرب دقة الكاميرا هو قيمة البكسل، على سبيل المثال: 1280*960=1228800
حجم الجزء الحساس للضوء من مستشعر الصورة، ويتم التعبير عنه عمومًا بالبوصة. مثل أجهزة التلفاز، تشير هذه البيانات عادةً إلى الطول القطري لمستشعر الصورة، مثل 1/3 بوصة. كلما كان السطح المستهدف أكبر، كان نقل الضوء أفضل، وكلما كان السطح المستهدف أصغر، كان من الأسهل الحصول على عمق مجال أكبر.
أي أنه يتم استشعار شدة الضوء الساقط من خلال CCD أو CMOS والدوائر الإلكترونية ذات الصلة. كلما زادت الحساسية، زادت حساسية السطح الحساس للضوء، وزادت سرعة الغالق. وهذا مهم بشكل خاص عند تصوير المركبات الرياضية والمراقبة ليلاً.
مصطلح تمت صياغته للإشارة إلى وظيفة الغالق الميكانيكية للكاميرا. يتحكم في وقت الحساسية للضوء لمستشعر الصورة. نظرًا لأن قيمة الحساسية الضوئية لمستشعر الصورة هي تراكم شحنات الإشارة، فكلما طالت الحساسية الضوئية، زاد وقت تراكم شحنة الإشارة، وزادت سعة تيار إشارة الخرج. كلما كان الغالق الإلكتروني أسرع، قلت الحساسية، وهو مناسب للتصوير تحت ضوء قوي.
يشير إلى عدد الصور المسجلة أو التي يتم تشغيلها لكل وحدة زمنية. سيؤدي تشغيل سلسلة من الصور باستمرار إلى إنتاج تأثير متحرك. وفقًا للنظام البصري البشري، عندما تكون سرعة تشغيل الصورة أكبر من 15 إطارًا في الثانية (أي 15 إطارًا)، لن تتمكن العين البشرية بشكل أساسي من رؤية قفزة الصور؛ عندما تصل إلى 24 إطارًا/ثانية - 30 إطارًا/ثانية (أي 24 إطارًا إلى 30 إطارًا)، ستكون ظاهرة الوميض غير قابلة للاكتشاف بشكل أساسي.
تمثل الإطارات في الثانية (fps)، أو معدل الإطارات، عدد المرات التي يمكن فيها لمستشعر الرسومات التحديث في الثانية أثناء معالجة أحد الحقول. يؤدي معدل الإطارات المرتفع إلى تجربة بصرية أكثر سلاسة وواقعية.
إنها نسبة جهد الإشارة إلى جهد الضوضاء، ويتم التعبير عن وحدة نسبة الإشارة إلى الضوضاء بالديسيبل. بشكل عام، قيم نسبة الإشارة إلى الضوضاء التي تقدمها الكاميرات هي القيم عند إيقاف تشغيل AGC (التحكم التلقائي في الكسب)، لأنه عند تشغيل AGC، ستزداد الإشارات الصغيرة، مما يؤدي إلى زيادة مستوى الضوضاء وفقًا لذلك.
القيمة النموذجية لنسبة الإشارة إلى الضوضاء هي 45-55 ديسيبل. إذا كانت 50 ديسيبل، فإن الصورة تحتوي على كمية صغيرة من الضوضاء، ولكن جودة الصورة جيدة؛ إذا كانت 60 ديسيبل، تكون جودة الصورة ممتازة ولا يوجد ضوضاء. كلما زادت نسبة الإشارة إلى الضوضاء، كان التحكم في الضوضاء أفضل. ترتبط هذه المعلمة بعدد نقاط الضوضاء في الصورة. كلما زادت نسبة الإشارة إلى الضوضاء، أصبحت الصورة أكثر نظافة، وقل التشويش الشبيه بالنقطة في صورة الرؤية الليلية.
وظيفة معالج الإشارات الرقمية DSP (معالجة الإشارات الرقمية): بشكل رئيسي من خلال سلسلة من عمليات الخوارزمية الرياضية المعقدة، وتحسين معلمات إشارة الصورة الرقمية، ونقل الإشارة المعالجة إلى الكمبيوتر الشخصي والأجهزة الأخرى من خلال USB والواجهات الأخرى
ISP هو اختصار لمعالج إشارة الصورة، وهو أيضًا معالج إشارة الصورة.
DSP هو اختصار لمعالج الإشارات الرقمية، وهو أيضًا معالج إشارات رقمية.
يتم استخدام ISP بشكل عام لمعالجة بيانات الإخراج لمستشعر الصورة، مثل AEC (التحكم التلقائي في التعريض)، وAGC (التحكم التلقائي في الكسب)، وAWB (توازن اللون الأبيض التلقائي)، وتصحيح الألوان، وتظليل العدسة، وتصحيح جاما، وإزالة وحدات البكسل السيئة، ومستوى اللون الأسود التلقائي، ومستوى اللون الأبيض التلقائي ووظائف أخرى.
DSP لديه المزيد من الوظائف. يمكنه القيام بالتصوير الفوتوغرافي والصدى (برنامج ترميز JPEG)، وتسجيل الفيديو وتشغيله (برنامج ترميز الفيديو)، وترميز H.264، والعديد من جوانب المعالجة الأخرى. باختصار، يقوم بمعالجة الإشارات الرقمية.
UVC، الاسم الكامل لفئة فيديو USB، عبارة عن مجموعة من المعايير المخصصة بواسطة USB-IF. يمكن استخدام جميع كاميرات واجهة USB التي تتبع هذا المعيار بشكل مباشر تقريبًا ضمن أنظمة مثل Windows وLinux، مما يحقق تأثيرات مماثلة بدون برامج تشغيل.
بالطبع، هذا لا يعني أنه لا يلزم وجود برنامج تشغيل، ولكن طالما أن الكاميرا ذات واجهة USB تتوافق مع معيار UVC، فيمكن تشغيلها بواسطة مجموعة مشتركة من برامج التشغيل في أنظمة Windows وLinux، دون الحاجة إلى تثبيت برامج تشغيل أخرى. على سبيل المثال، هناك مجموعة من برامج التشغيل العامة لأجهزة UVC في Linux kernel: drivers/media/usb/uvc. طالما تم تشغيل مجموعة برامج التشغيل هذه، يمكن استخدام جميع كاميرات UVC تقريبًا مباشرةً.
MIPI (واجهة معالج صناعة الهاتف المحمول) هو اختصار لواجهة معالج صناعة الهاتف المحمول. MIPI هو معيار مفتوح لمعالجات تطبيقات الهاتف المحمول التي بدأها تحالف MIPI.
تلتزم منظمة MIPI بتوحيد الواجهات داخل أجهزة الاتصالات المحمولة لتقليل مشكلات التوافق وتبسيط التصميم. على سبيل المثال، واجهة الكاميرا CSI، واجهة العرض DSI، واجهة تردد الراديو DigRF، واجهة الميكروفون/مكبر الصوت SLIMbus، إلخ.
واجهة DVP: نقل المنفذ المتوازي، السرعة البطيئة، عرض النطاق الترددي المنخفض للإرسال، الاستخدام يتطلب PCLK\ساعة إخراج المستشعر، MCLK (XCLK)\إدخال الساعة الخارجية، VSYNC\مزامنة الحقل، HSYNC\مزامنة الخط، D[0:11]\بيانات المنفذ المتوازي - يمكن أن يكون حجم بت بيانات 8/10/12 بت.
واجهة LVDS: LVDS (الإشارات التفاضلية منخفضة الجهد) هي ناقل تفاضلي منخفض الجهد
منفذ الشبكة: كاميرا ويب IPC
واجهة SDI: واجهة فيديو احترافية تستخدم الكابلات المحورية وتستخدم الإشارات الرقمية. يوجد الآن منتجات ذات نطاق ترددي 18 جيجا هرتز يمكنها تلبية نقل الفيديو بدقة 8K.
واجهة RGB: واجهة فيديو تناظرية، باستخدام كابل محوري، التقاط إشارات تناظرية، أقل من 720 × 576 إشارة تعريف قياسية.
واجهة eDP: مواصفات جديدة نسبيًا، سيتم استخدامها على نطاق واسع لتحل محل LVDS في صناعة أجهزة الكمبيوتر المحمولة. وهو يدعم الدقة الفائقة ويدعم 1080P أو أعلى.
