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Explicação detalhada do hardware básico da câmera

2026-07-28

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Explicação detalhada do hardware básico da câmera
1.1 Indicadores principais da lente
  • Elimine o maior número possível de Flares.
  • Qualidade e clareza da imagem
  • CRA (Chief Ray Angle) deve corresponder e reduzir a sombra (Lens cra < Sensor CRA, a diferença é melhor dentro de 2 graus)
  • Faça a abertura tão grande quanto possível
1.2 Parâmetros principais da lente
  1. Distância focal:

    O comprimento da distância focal da lente determina o tamanho da imagem tirada, o tamanho do campo de visão, o tamanho da profundidade de campo e a intensidade da perspectiva da imagem.Em geral., para uma lente de uma única lente, é a distância do centro da lente ao foco, enquanto uma lente de câmera é composta de várias lentes, o que é muito mais complicado.A distância focal aqui se refere à distância do ponto central da lente até a imagem clara formada no dispositivo fotossensível (CCD).

  2. Campo visual:

    Usamos frequentemente o campo de visão horizontal para refletir a faixa de disparo da imagem. Quanto maior a distância focal f, menor o campo de visão,e quanto menor a faixa da imagem formada no elemento fotossensívelPor outro lado, quanto menor for a distância focal f, maior será o campo de visão e maior a gama da imagem formada no elemento fotossensível.

  3. Valor F (ratio de abertura):

    O valor F refere-se ao brilho da lente (ou seja, a quantidade de luz transmitida pela lente).O diâmetro de uma lente de longa distância focal é maior que o de uma lente de curta distância focal.

  4. Abertura:

    A abertura é uma abertura óptico-mecânica ajustável localizada dentro da lente, que pode ser usada para controlar a quantidade de luz que passa através da lente.Um dispositivo mecânico dentro da lente usado para controlar o tamanho da aberturaOu refere-se a um dispositivo utilizado para abrir ou fechar a abertura da lente para ajustar o f-stop da lente.

  5. Profundidade de campo:

    Quando um objeto está em foco, todos os objetos de uma certa distância na frente do objeto para uma certa distância atrás dele também estão em foco.A distância da frente para trás onde o foco é bastante claro é chamada de profundidade de campo.

2.1 VCM (Voice Coil Motor) motor de bobina de voz

O nome completo é Voice Coil Montor, um motor de bobina de voz em eletrônica, que é um tipo de motor.que possui as características de resposta de alta frequência e alta precisãoO seu princípio principal consiste em controlar a posição de alongamento da folha de mola alterando a corrente contínua da bobina no motor num campo magnético permanente.conduzindo assim o movimento para cima e para baixoAs câmeras de telemóvel usam amplamente o VCM para alcançar a função de autofoco.

2.2 Indicadores de desempenho VCM

O desempenho do VCM depende principalmente da relação entre a corrente e a distância percorrida, a partir da corrente inicial, o aumento da corrente deve ser proporcional à distância percorrida.Quanto menor a corrente ascendente necessáriaDepende também do consumo máximo de energia, da potência máxima e do tamanho.

2.3 Classificação VCM

A estrutura pode ser grosso modo dividida em três categorias:

  1. Estrutura dos estilhaços;
  2. estrutura de esferas;
  3. estrutura de atrito.

Funcionalmente, pode ser dividido grosso modo em cinco categorias:

  1. Motor de circuito aberto;
  2. Motor de circuito fechado;
  3. Motor alternativo montado no centro;
  4. O motor óptico anti-agitação OIS (dividido em tipo de tradução, tipo de inclinação, tipo de metal de memória, etc.);
  5. OIS+motor de circuito fechado de seis eixos.
2.4 Princípio AF

Depois de entrar no modo de focagem automática, o Driver move-se de 0 para o valor máximo, fazendo com que a lente se mova da posição original para o deslocamento máximo.a superfície de imagem do sensor captura automaticamente imagens e as salva no DSPO DSP usa estas imagens para calcular o valor MTF (Modulation Transfer Function) de cada imagem para encontrar o valor máximo nesta curva MTF. Através do algoritmo,se obtiver o tamanho corrente correspondente a este ponto, e o condutor é novamente instruído a fornecer esta corrente para a bobina de voz, de modo que a lente é estabilizada nesta superfície de imagem, permitindo zoom automático.

2.5 Zoom e foco
  • Zoom óptico utiliza motor de zoom (ZOOM)

    Movendo a lente dentro da lente, a posição do foco é alterada, a distância focal da lente é alterada, e o ângulo de visão da lente é alterado,Assim, amplificando e reduzindo o efeito.

  • Um motor de foco (AF) é usado para alcançar o foco automático.

    Movendo a posição de toda a lente (em vez da lente dentro da lente) a uma micro distância, você pode controlar a distância focal da lente para obter uma imagem clara.Um método comumente utilizado em telefones celulares.

Foco óptico e zoom óptico são conceitos diferentes:

O zoom óptico altera a posição do foco movendo a posição relativa da lente dentro da lente, altera a distância focal da lente e altera o ângulo de visão da lente,aumentando e reduzindo a imagem; a focagem óptica realmente ajusta a posição de toda a lente (em vez da posição da lente dentro da lente) para controlar a distância da imagem, tornando assim a imagem mais clara.

3.1 IR-CUT

Existem vários comprimentos de onda da luz na natureza. A faixa de comprimentos de onda da luz reconhecida pelo olho humano está entre 320nm-760nm. O olho humano não pode ver luz superior a 320nm-760nm.O componente de imagem da câmera CCD ou CMOS pode ver a maioria dos comprimentos de onda da luzDevido à participação de várias luzes, há um desvio de cor entre a cor restaurada pela câmera e o que é visto a olho nu.Imagens vermelhas tornam-se vermelhas claras, negro torna-se roxo, etc. À noite, devido ao efeito de filtragem do filtro bimodal, o CCD não pode utilizar plenamente toda a luz, não produz ruído de floco de neve,e o seu desempenho em condições de pouca luz é insatisfatórioPara resolver este problema, utilize o filtro duplo IR-CUT.

Os filtros duplos IR-CUT referem-se a um conjunto de filtros integrados no conjunto de lentes da câmara.o filtro de comutação automática IR-CUT incorporado pode comutar automaticamente de acordo com a intensidade da luz externa para obter o melhor efeito de imagemEm outras palavras, os filtros duplos podem alternar automaticamente os filtros durante o dia ou a noite, para que possa obter o melhor efeito de imagem independentemente do dia ou da noite.

3.2 Composição e princípio do IR-CUT

O interruptor de filtro duplo IR CUT consiste num filtro de baixa passagem de corte infravermelho (filtro de corte infravermelho ou filtro de absorção), num vidro óptico de espectro completo (filtro de transmissão de espectro completo),um mecanismo de potência (pode ser um mecanismo eletromagnético, motor ou outra fonte de energia) e uma caixa. É ligado e posicionado através de uma placa de controlo de circuito.a placa de controle do circuito conduz o interruptor para alternar e posicionar o filtro de corte infravermelho para trabalhar, e o CCD ou CMOS restabelece a cor verdadeira; quando a luz visível é insuficiente à noite, o filtro de corte infravermelho afasta-se automaticamente,e o vidro óptico de espectro completo começa a funcionarNeste momento, pode detectar a luz infravermelha da lâmpada infravermelha, permitindo que o CCD ou CMOS faça pleno uso de toda a luz,Melhorando consideravelmente o desempenho da visão noturna da câmara infravermelha, e toda a imagem será clara e natural.

3Indicador IR-CUT
  • O grau de corte infravermelho do filtro, a transmissão da luz e o efeito de modelagem da luz, etc.
  • Parte de propulsão
  • Circuito de controlo
4Filtro:

Geralmente, o revestimento IR ou vidro azul é usado para filtrar a luz infravermelha.

4.1 Sensor

O sensor de imagem é um chip semicondutor com milhões a dezenas de milhões de fotodiodos em sua superfície.Sua função é semelhante ao olho humano, de modo que o desempenho do sensor irá afetar diretamente o desempenho da câmara.

4.2 Classificação

Original fotossensível: CCD, CMOS (PPS e APS)

Diferentes processos: FSI com iluminação frontal, BSI com iluminação traseira, empilhados

4.3 Indicadores
  1. Pixel

    Há muitas unidades fotossensíveis no sensor, que podem converter a luz em cargas elétricas para formar uma imagem eletrônica correspondente à cena.Cada unidade fotossensível corresponde a um pixel (Pixels)Quanto mais pixels, significa que ele pode sentir mais detalhes do objeto, então a imagem é mais clara.Por exemplo:: 1280*960=1228800

  2. Tamanho da superfície alvo

    O tamanho da parte fotossensível do sensor de imagem, geralmente expresso em polegadas.Quanto maior a superfície do alvo, quanto melhor a transmissão da luz e menor a superfície do alvo, mais fácil é obter uma maior profundidade de campo.

  3. Sensibilidade

    Isto é, a intensidade da luz incidente é detectada através de CCD ou CMOS e circuitos eletrônicos relacionados.,Isto é especialmente importante quando fotografar veículos desportivos e monitorar à noite.

  4. Obturador eletrónico

    Um termo cunhado em referência à função de obturador mecânico de uma câmera. Ele controla o tempo de fotossensibilidade do sensor de imagem.Uma vez que o valor da fotossensibilidade do sensor de imagem é o acúmulo de cargas de sinal, quanto maior a fotossensibilidade, maior o tempo de acumulação de carga do sinal e maior a amplitude da corrente do sinal de saída.quanto menor a sensibilidade, que é adequado para fotografar sob luz forte.

  5. Taxa de quadros

    A reprodução contínua de uma série de imagens produzirá um efeito de animação.quando a velocidade de reprodução da imagem for superior a 15 quadros por segundo (i.e. 15 quadros), o olho humano não poderá ver basicamente o salto das imagens; quando atingir 24 quadros/s - 30 quadros/s (ou seja, 24 quadros a 30 quadros),O fenômeno do piscar será basicamente indetectável.

    Frames per second (fps), ou taxa de quadros, representa o número de vezes que um sensor gráfico pode atualizar por segundo enquanto processa um campo.experiência visual mais realista.

  6. Relação sinal/ruído

    É a relação entre a tensão do sinal e a tensão do ruído, e a unidade de relação sinal-ruído é expressa em dB.Os valores da relação sinal-ruído dados pelas câmaras são os valores quando o AGC (controle automático de ganho) está desligado., porque quando o AGC está ligado, pequenos sinais serão aumentados, fazendo com que o nível de ruído aumente em conformidade.

    O valor típico da relação sinal/ruído é de 45-55dB. Se for de 50dB, a imagem apresenta uma pequena quantidade de ruído, mas a qualidade da imagem é boa; se for de 60dB, a imagem apresenta uma baixa quantidade de ruído.A qualidade da imagem é excelente e não há ruído.. Quanto maior a relação sinal/ruído, melhor é o controlo do ruído. Este parâmetro está relacionado com o número de pontos de ruído na imagem.Quanto mais limpa a imagem parece, e o ruído menos puntual na imagem de visão noturna.

5.DSP

Função DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSING): principalmente através de uma série de operações matemáticas complexas, otimizar os parâmetros do sinal de imagem digital,e transmitir o sinal processado para PC e outros dispositivos através de USB e outras interfaces

6A diferença entre DSP e ISP
Glossário:

ISP é a abreviação de Processador de sinal de imagem, que também é o processador de sinal de imagem.

DSP é a abreviação de Processador de Sinais Digitais, que também é um processador de sinal digital.

Explicação da função:

O ISP é geralmente usado para processar os dados de saída do sensor de imagem, como AEC (controle automático de exposição), AGC (controle automático de ganho), AWB (balanço automático de branco), correção de cores, sombreamento de lentes,Correção de gama, remoção de pixels ruins, Nível Auto Negro, Nível Auto Branco e outras funções.

O DSP tem mais funções. Ele pode fazer fotografia e eco (códec JPEG), gravação e reprodução de vídeo (códec vídeo), códec H.264 e muitos outros aspectos do processamento.Processar sinais digitais.

7Classificação e conceitos conexos
7.1 Por interface
Interface USB

UVC, o nome completo de USB Video Class, é um conjunto de padrões personalizados pelo USB-IF.Todas as câmeras de interface USB que seguem este padrão podem ser usadas quase diretamente em sistemas como Windows e Linux, obtendo efeitos semelhantes em condições de livre condução.

Claro, isto não significa que não haja necessidade de um driver, mas desde que uma câmara com uma interface USB esteja em conformidade com o padrão UVC,pode ser controlado por um conjunto comum de drivers em sistemas Windows e LinuxPor exemplo, há um conjunto de drivers universais para dispositivos UVC no kernel do Linux: drivers/media/usb/uvc.Enquanto este conjunto de drivers estiver ligado, quase todas as câmaras UVC podem ser utilizadas diretamente.

Interface MIPI

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) é a abreviação de Mobile Industry Processor Interface.

A organização MIPI está empenhada em padronizar as interfaces dentro dos dispositivos de comunicação móvel para reduzir os problemas de compatibilidade e simplificar o design.interface de exibição DSI, interface de radiofrequência DigRF, interface de microfone/altofalante SLIMbus, etc.

Interfaces diversas:

Interface DVP: transmissão de porta paralela, velocidade lenta, baixa largura de banda de transmissão, uso requer PCLK \ sensor clock de saída, MCLK (XCLK) \ entrada de clock externo, VSYNC \ sincronização de campo,Sincronização HSYNC, D[0:11]\parallel port data-can be 8/10/12bit data bit size.

Interface LVDS: LVDS (Low Voltage Differential Signaling) é a transmissão diferencial de baixa tensão

Porta de rede: câmara IPC

Interface SDI: uma interface de vídeo profissional que usa cabos coaxial e sinais digitais.

Interface RGB: Interface de vídeo analógica, utilizando cabo coaxial, captando sinais analógicos, abaixo do sinal de definição padrão 720x576.

Interface eDP: uma especificação relativamente nova, que será amplamente utilizada para substituir o LVDS na indústria de notebooks.

7.2 Classificação por lente
  • Lente de grande angular
  • Lente padrão
  • Teleobjetiva
  • lente zoom
  • Lente de buraco de alfinete
7.3 De acordo com as imagens
  • Câmera colorida
  • câmara em preto e branco
  • Câmara infravermelha
7.4 De acordo com originais fotossensíveis
  • CCD
  • CMOS
7.5 Se a distância focal é ou não ajustável
  • câmara de foco fixo
  • câmara zoom
7.6 De acordo com o pacote de sensores
  • CSP
  • COB