Подробное объяснение основного оборудования камеры.

• Максимально устранить блики
• Качество и четкость изображения
• Угол главного луча (CRA) должен совпадать и уменьшать затенение (угол главного луча объектива< CRA сенсора, разница лучше в пределах 2 градусов)
• Сделать диафрагму как можно больше

1. Фокусное расстояние:

   Длина фокусного расстояния объектива определяет размер получаемого изображения, размер поля зрения, размер глубины резкости и силу перспективы снимка. В общем случае, для объектива с одной линзой это расстояние от центра линзы до фокуса, тогда как объектив камеры состоит из нескольких линз, что гораздо сложнее. Фокусное расстояние здесь относится к расстоянию от центральной точки объектива до четкого изображения, формируемого на фоточувствительном устройстве (ПЗС).

2. Поле зрения:

   Мы часто используем горизонтальное поле зрения для отражения диапазона съемки изображения. Чем больше фокусное расстояние f, тем меньше поле зрения и тем меньше диапазон изображения, формируемого на фоточувствительном элементе; наоборот, чем меньше фокусное расстояние f, тем больше поле зрения и тем больше диапазон изображения, формируемого на фоточувствительном элементе.

3. F-число (отношение диафрагмы):

   F-число относится к яркости объектива (то есть количеству света, пропускаемого объективом). F = фокусное расстояние объектива / диаметр апертуры. Для одного и того же F-числа диаметр объектива с длинным фокусным расстоянием больше, чем у объектива с коротким фокусным расстоянием.

4. Диафрагма:

   Диафрагма — это регулируемая оптико-механическая диафрагма, расположенная внутри объектива, которая используется для контроля количества света, проходящего через объектив. Переменная диафрагма (ирис). Механическое устройство внутри объектива, используемое для управления размером диафрагмы. Или относится к устройству, используемому для открытия или закрытия диафрагмы объектива для регулировки f-числа объектива.

5. Глубина резкости:

   Когда объект находится в фокусе, все объекты от определенного расстояния перед объектом до определенного расстояния позади него также находятся в фокусе. Расстояние от передней до задней части, где фокус достаточно четкий, называется глубиной резкости.

Полное название Voice Coil Montor, голосовой привод в электронике, который является типом двигателя. Поскольку принцип работы схож с динамиком, он называется голосовым приводом, который обладает характеристиками высокого частотного отклика и высокой точности. Его основной принцип заключается в управлении положением растяжения пружинного листа путем изменения постоянного тока катушки в двигателе в постоянном магнитном поле, тем самым обеспечивая движение вверх и вниз. Мобильные камеры широко используют VCM для достижения функции автофокусировки. VCM может регулировать положение объектива для получения четких изображений.

Производительность VCM в основном зависит от соотношения тока и расстояния перемещения. Начиная с пускового тока, увеличение тока должно быть пропорционально расстоянию привода. Чем меньше требуемый пусковой ток, тем выше точность. Он также зависит от максимальной потребляемой мощности, максимальной мощности и размера.

Структуру можно условно разделить на три категории:

1. структура с лепестком;
2. шариковая структура;
3. фрикционная структура.

Функционально можно условно разделить на пять категорий:

1. Двигатель с разомкнутым контуром;
2. Двигатель с замкнутым контуром;
3. Двигатель с альтернативным центральным креплением;
4. Двигатель оптической стабилизации изображения OIS (делится на тип перемещения, тип наклона-сдвига, тип памяти металла и т. д.);
5. OIS + шестиосевой двигатель с замкнутым контуром.

После входа в режим автофокусировки драйвер перемещается от 0 до максимального значения, вызывая перемещение объектива из исходного положения до максимального смещения. В это время поверхность изображения сенсора автоматически захватывает изображения и сохраняет их в DSP. DSP использует эти изображения для расчета значения MTF (функции модуляции передачи) каждого изображения, чтобы найти максимальное значение на этой кривой MTF. С помощью алгоритма получается текущее значение тока, соответствующее этой точке, и драйвер снова получает инструкцию подать этот ток на звуковую катушку, чтобы объектив стабилизировался на этой поверхности изображения, обеспечивая автоматическое масштабирование.

• Оптическое масштабирование использует двигатель масштабирования (ZOOM)

  Перемещая объектив внутри объектива, изменяется положение фокуса, изменяется фокусное расстояние объектива и изменяется угол обзора объектива, тем самым усиливая и уменьшая эффект.

• Двигатель фокусировки (AF) используется для достижения автофокусировки.

  Перемещая положение всего объектива (а не объектива внутри объектива) на микрорасстояние, можно управлять фокусным расстоянием объектива для получения четкого изображения. Распространенный метод в мобильных телефонах.

Оптическая фокусировка и оптическое масштабирование — разные понятия:

Оптическое масштабирование изменяет положение фокуса, перемещая относительное положение линз внутри объектива, изменяет фокусное расстояние объектива и изменяет угол обзора объектива, тем самым увеличивая и уменьшая изображение; оптическая фокусировка фактически регулирует положение всего объектива (а не положение линз внутри объектива) для управления расстоянием до изображения, тем самым делая изображение максимально четким.

В природе существуют различные длины волн света. Диапазон длин волн света, воспринимаемый человеческим глазом, составляет от 320 нм до 760 нм. Человеческий глаз не видит свет с длиной волны более 320 нм-760 нм. Изображающий компонент камеры CCD или CMOS может видеть большинство длин волн света. Из-за участия различных источников света возникает цветовое отклонение между цветом, восстановленным камерой, и тем, что видит невооруженный глаз. Например, зеленые растения становятся серыми, красные изображения становятся светло-красными, черный становится фиолетовым и т. д. Ночью из-за фильтрующего эффекта бимодального фильтра ПЗС не может полностью использовать весь свет, не производит снежный шум, и его характеристики при слабом освещении неудовлетворительны. Для решения этой проблемы используется двойной фильтр IR-CUT.

Двойные фильтры IR-CUT представляют собой набор фильтров, встроенных в комплект объектива камеры. Когда инфракрасный датчик за объективом обнаруживает изменения интенсивности света, встроенный автоматический переключаемый фильтр IR-CUT может автоматически переключаться в зависимости от интенсивности внешнего света для достижения наилучшего эффекта изображения. Другими словами, двойные фильтры могут автоматически переключать фильтры днем или ночью, поэтому вы можете получить наилучший эффект изображения независимо от времени суток.

Переключатель двойных фильтров IR CUT состоит из инфракрасного отсекающего фильтра нижних частот (инфракрасного отсекающего или абсорбирующего фильтра), полноспектрального оптического стекла (фильтра полной спектральной пропускаемости), силового механизма (может быть электромагнитным, моторным или другим источником питания) и корпуса. Он переключается и позиционируется через плату управления цепью. При достаточном освещении днем плата управления цепью приводит в действие переключатель для переключения и позиционирования инфракрасного отсекающего фильтра для работы, и CCD или CMOS восстанавливает истинный цвет; когда видимого света недостаточно ночью, инфракрасный отсекающий фильтр автоматически перемещается, и начинает работать полноспектральное оптическое стекло. В это время он может воспринимать инфракрасный свет инфракрасной лампы, позволяя CCD или CMOS полностью использовать весь свет, тем самым значительно улучшая ночное видение инфракрасной камеры, и все изображение будет четким и естественным.

• Степень инфракрасного отсечения фильтра, светопропускание и эффект формирования света и т. д.
• Силовая часть привода
• Схема управления

Обычно для фильтрации инфракрасного света используется IR Coating или синее стекло.

Сенсор изображения — это полупроводниковая микросхема с миллионами или десятками миллионов фотодиодов на поверхности. Фотодиоды генерируют заряд при воздействии света и преобразуют свет в электрические сигналы. Его функция аналогична человеческому глазу, поэтому производительность сенсора напрямую влияет на производительность камеры.

Фоточувствительный элемент: CCD, CMOS (PPS и APS)

Различные процессы: с фронтальной подсветкой FSI, с тыловой подсветкой BSI, стекированные

1. Пиксель

   На сенсоре много фоточувствительных элементов, которые могут преобразовывать свет в электрические заряды для формирования электронного изображения, соответствующего сцене. В сенсоре каждый фоточувствительный элемент соответствует пикселю (Pixels). Чем больше пикселей, тем больше деталей объекта может воспринимать сенсор, поэтому изображение становится четче. Чем выше разрешение в пикселях, тем лучше эффект изображения. Произведение разрешения камеры — это значение пикселей, например: 1280*960=1228800

2. Размер целевой поверхности

   Размер фоточувствительной части сенсора изображения, обычно выражается в дюймах. Как и у телевизоров, эти данные обычно относятся к диагональной длине сенсора изображения, например, 1/3 дюйма. Чем больше целевая поверхность, тем лучше светопропускание, и чем меньше целевая поверхность, тем легче получить большую глубину резкости.

3. Чувствительность

   То есть интенсивность падающего света воспринимается через CCD или CMOS и связанные с ними электронные схемы. Чем выше чувствительность, тем сильнее чувствительность фоточувствительной поверхности к свету и тем выше скорость затвора. Это особенно важно при съемке спортивных автомобилей и наблюдении ночью.

4. Электронный затвор

   Термин, введенный в отношении функции механического затвора камеры. Он контролирует время фоточувствительности сенсора изображения. Поскольку значение фоточувствительности сенсора изображения представляет собой накопление сигнальных зарядов, чем дольше фоточувствительность, тем дольше время накопления сигнальных зарядов и тем больше амплитуда выходного сигнала тока. Чем быстрее электронный затвор, тем ниже чувствительность, что подходит для съемки при ярком свете.

5. Частота кадров

   Относится к количеству изображений, записанных или воспроизведенных за единицу времени. Непрерывное воспроизведение серии изображений создает эффект анимации. Согласно системе человеческого зрения, когда скорость воспроизведения изображений превышает 15 кадров в секунду (т. е. 15 кадров), человеческий глаз практически не сможет увидеть скачки изображений; когда она достигает 24 кадров в секунду - 30 кадров в секунду (т. е. 24 кадра до 30 кадров), явление мерцания практически не будет обнаруживаться.

   Кадры в секунду (fps) или частота кадров, представляет собой количество раз, которое сенсор графики может обновляться в секунду при обработке поля. Высокая частота кадров обеспечивает более плавный и реалистичный визуальный опыт.

6. Соотношение сигнал/шум

   Это отношение напряжения сигнала к напряжению шума, а единица измерения соотношения сигнал/шум выражается в дБ. Как правило, значения соотношения сигнал/шум, предоставляемые камерами, являются значениями при отключенном АРУ (автоматическом управлении усилением), потому что при включенном АРУ слабые сигналы будут усилены, что приведет к соответствующему увеличению уровня шума.

   Типичное значение соотношения сигнал/шум составляет 45-55 дБ. Если это 50 дБ, изображение имеет небольшое количество шума, но качество изображения хорошее; если это 60 дБ, качество изображения превосходное и шума нет. Чем больше соотношение сигнал/шум, тем лучше контроль шума. Этот параметр связан с количеством шумовых точек на изображении. Чем выше соотношение сигнал/шум, тем чище ощущается изображение и тем меньше точечного шума на изображении ночного видения.

Цифровой сигнальный процессор DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSING) функция: в основном через ряд сложных математических алгоритмических операций оптимизирует параметры цифрового изображения и передает обработанный сигнал на ПК и другие устройства через USB и другие интерфейсы

ISP — это сокращение от Image Signal Processor, что также является процессором обработки изображений.

DSP — это сокращение от Digital Signal Processor, что также является цифровым сигнальным процессором.

ISP обычно используется для обработки выходных данных сенсора изображения, таких как AEC (автоматическое управление экспозицией), AGC (автоматическое управление усилением), AWB (автоматический баланс белого), коррекция цвета, затенение объектива, гамма-коррекция, удаление битых пикселей, автоматический черный уровень, автоматический белый уровень и другие функции.

DSP имеет больше функций. Он может выполнять фотографию и эхо (JPEG кодек), запись и воспроизведение видео (Video codec), H.264 кодек и многие другие аспекты обработки. Короче говоря, он обрабатывает цифровые сигналы.

UVC, полное название USB Video Class, представляет собой набор стандартов, настроенных USB-IF. Все камеры с USB-интерфейсом, соответствующие этому стандарту, могут использоваться практически напрямую в таких системах, как Windows и Linux, достигая аналогичного эффекта без драйверов.

Конечно, это не означает, что драйвер не нужен, но до тех пор, пока камера с USB-интерфейсом соответствует стандарту UVC, она может управляться общим набором драйверов в системах Windows и Linux, без необходимости установки других драйверов. Например, в ядре Linux существует набор универсальных драйверов для устройств UVC: drivers/media/usb/uvc. До тех пор, пока этот набор драйверов включен, почти все UVC-камеры могут использоваться напрямую.

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) — это сокращение от Mobile Industry Processor Interface. MIPI — это открытый стандарт для мобильных процессоров приложений, инициированный MIPI Alliance.

Организация MIPI занимается стандартизацией интерфейсов внутри мобильных коммуникационных устройств для снижения проблем совместимости и упрощения проектирования. Например, интерфейс камеры CSI, интерфейс дисплея DSI, радиочастотный интерфейс DigRF, интерфейс микрофона/динамика SLIMbus и т. д.

DVP-интерфейс: параллельная передача данных, низкая скорость, низкая пропускная способность передачи, использование требует PCLK\частота выходного сигнала сенсора, MCLK (XCLK)\вход внешней частоты, VSYNC\синхронизация поля, HSYNC\синхронизация строки, D[0:11]\параллельные порты данных - может быть 8/10/12 бит размер данных.

LVDS-интерфейс: LVDS (Low Voltage Differential Signaling) — это низковольтная дифференциальная передача

Сетевой порт: IPC веб-камера

SDI-интерфейс: профессиональный видеоинтерфейс, использующий коаксиальные кабели и цифровые сигналы. Существуют продукты с пропускной способностью 18 ГГц, которые могут обеспечить передачу видео 8K.

RGB-интерфейс: аналоговый видеоинтерфейс, использующий коаксиальный кабель, принимающий аналоговые сигналы, ниже стандартного определения сигнала 720x576.

eDP-интерфейс: относительно новая спецификация, которая будет широко использоваться для замены LVDS в индустрии ноутбуков. Он поддерживает сверхвысокое разрешение и поддерживает 1080P или выше.

• широкоугольный объектив
• стандартный объектив
• телеобъектив
• зум-объектив
• объектив-пинхол

• цветная камера
• черно-белая камера
• инфракрасная камера

• CCD
• CMOS

• камера с фиксированным фокусом
• зум-камера

• CSP
• COB