Wat zijn cameramodules?

Kern Definitie
Een cameramodule is een complete functionele component die optische beelden omzet in elektronische signalen. Het is niet slechts een enkele lens of chip, maar eerder een verpakte assemblage van precisiecomponenten. Het is de kerncomponent die foto- en video-opnames mogelijk maakt in apparaten zoals smartphones, computers, auto's en beveiligingscamera's.

Je kunt het zien als het hart en de ogen van een "minicamera", verantwoordelijk voor alle basistaken van "zien" tot "genereren van digitale foto's/video's."

Belangrijkste Componenten van een Cameramodule
Een typische cameramodule bestaat doorgaans uit de volgende belangrijke componenten:

Lens

Functie: Verantwoordelijk voor het verzamelen van licht, fungeert als het "oog" van de camera. Meestal samengesteld uit meerdere lenzen (plastic of glas) om afwijkingen te corrigeren en licht te focussen.

Belangrijkste Parameters: Brandpuntsafstand, diafragma (F-getal).

Beeldsensor

Functie: Dit is het "hart" en de "hersenen" van de module. Het zet de lichtsignalen die door de lens worden opgevangen om in elektrische signalen. Het is de meest kritische component bij het bepalen van de beeldkwaliteit (zoals resolutie, ruis en dynamisch bereik).

Typen: Er zijn twee hoofdtypen: CCD (charge-coupled device, voornamelijk gebruikt in high-end professionele toepassingen) en CMOS (complementary metal oxide semiconductor, momenteel de dominante vorm in consumentenelektronica vanwege het lage stroomverbruik, de lage kosten en de hoge snelheid).

IR-filter

Functie: Meestal geïnstalleerd tussen de lens en de sensor. Het golflengtebereik van licht dat zichtbaar is voor het menselijk oog is 380 nm tot 780 nm, en sensoren zijn ook gevoelig voor infrarood licht. Het niet filteren van infrarood licht resulteert in een kleurzweem (meestal een roodachtige tint) in vastgelegde beelden. Het IR-filter blokkeert infrarood licht en laat alleen zichtbaar licht door, waardoor een nauwkeurige kleurreproductie wordt gegarandeerd.

Voice coil motor

Functie: Wordt gebruikt om de lens aan te drijven en scherp te stellen. Door de grootte en richting van de stroom die door de spoel loopt te variëren, wordt de positie van de lens van voor naar achter nauwkeurig geregeld, waardoor een heldere focus op de sensor wordt gegarandeerd.

Typen: Open-loop motor, closed-loop motor, geheugenmetaalmotor, enz., met verschillende typen die verschillende focus snelheden en nauwkeurigheid bieden.

Substraat en connector

Functie: Biedt fysieke ondersteuning en elektrische verbindingen voor de beeldsensor en andere elektronische componenten. Het verbindt met de mainboard van het apparaat via een flexibele printplaat of connector, en verzendt gegevens, stroom en besturingssignalen.

Basis en beugel

Functie: Beveiligt en verpakt alle bovenstaande componenten nauwkeurig samen, waardoor optische uitlijning wordt gegarandeerd en de delicate interne componenten worden beschermd tegen stof, schokken en elektromagnetische interferentie.

Werkwijze cameramodule

Een vereenvoudigd beeldvormingsproces is als volgt:

Licht → Lens (focust licht) → IR-filter (filtert infrarood licht) → Beeldsensor (zet optische signalen om in elektrische signalen) → Interne ISP of hoofdchip (verwerkt de elektrische signalen, zoals ruisonderdrukking, kleurcorrectie en compressie) → Definitieve digitale afbeelding/video

Belangrijkste Technische Indicatoren van Cameramodules
De volgende indicatoren worden over het algemeen gebruikt om de kwaliteit van een cameramodule te evalueren:

Sensor grootte:Meestal uitgedrukt in inches (bijv. 1/1.7") of diagonale lengte. Zoals het gezegde luidt: "een grotere sensor betekent meer", een grotere sensor betekent over het algemeen een betere beeldkwaliteit, minder ruis en een verbeterde bokeh.

Pixelgrootte:De fysieke grootte van een enkele pixel, gemeten in microns (µm). Met dezelfde technologie vangen grotere pixels meer licht op en zorgen ze voor betere prestaties bij weinig licht.

Focusmethoden:Veelvoorkomende methoden zijn onder meer fasedetectie, contrast en laserfocus, die de focus snelheid en nauwkeurigheid beïnvloeden.

Optische beeldstabilisatie:Compenseert voor trillingen van de hand door de lens of sensor te bewegen, waardoor de beeldkwaliteit en videostabiliteit worden verbeterd.

Toepassingen:Cameramodules zijn alomtegenwoordig, met toepassingen waaronder, maar niet beperkt tot:

Smartphones:De grootste markt voor cameramodules, van achteraan gemonteerde multi-camera's tot camera's aan de voorkant voor selfies.

Automobielen:Gebruikt voor achteruitrijcamera's, 360-graden surround view, visuele waarnemingssystemen voor autonoom rijden (ADAS) en dashcams.

Beveiligingsmonitoring:webcams, CCTV, etc.

Laptops/tablets:Gebruikt voor videogesprekken.

Medische apparatuur:endoscopen, tandheelkundige camera's, etc.

Industriële inspectie:Machine vision voor productdefectdetectie, dimensionale meting, barcodeherkenning, etc.

IoT-apparaten:slimme deurbellen, drones, AR/VR-apparaten, etc.

Kortom, een cameramodule is een sterk geïntegreerd foto-elektrisch conversiesysteem. Het is meer dan alleen een lens of een sensor; het omvat een complexe combinatie van optiek, mechanica, elektronica en software-algoritmen. Elke digitale foto en video die we in ons dagelijks leven zien, wordt eerst vastgelegd en geconverteerd door deze kleine module.