¿Qué son los módulos de cámara?

Definición básica
Un módulo de cámara es un componente funcional completo que convierte imágenes ópticas en señales electrónicas.Es el componente principal que permite la grabación de fotos y videos en dispositivos como teléfonos inteligentes., computadoras, coches y cámaras de seguridad.

Se puede pensar en él como el corazón y los ojos de una "mini cámara", responsable de todas las tareas básicas desde "ver" hasta "generar fotos/vídeos digitales".

Componentes principales de un módulo de cámara
Un módulo de cámara típico suele estar compuesto por los siguientes componentes clave:

Lentes

Función: Responsable de recoger la luz, actuando como el "ojo" de la cámara. Normalmente compuesto de múltiples lentes (plástico o vidrio) para corregir las aberraciones y enfocar la luz.

Parámetros clave: longitud focal, apertura (número F).

Sensor de imagen

Función: Es el "corazón" y el "cerebro" del módulo, y convierte las señales de luz captadas por la lente en señales eléctricas.Es el componente más crítico en la determinación de la calidad de imagen (como la resolución, el ruido y el rango dinámico).

Tipos: Hay dos tipos principales: CCD (dispositivo acoplado a carga, utilizado principalmente en aplicaciones profesionales de gama alta) y CMOS (semiconductor de óxido metálico complementario,actualmente la forma dominante en la electrónica de consumo debido a su bajo consumo de energía, bajo costo y alta velocidad).

Filtro infrarrojo

Función: generalmente se instala entre la lente y el sensor. El rango de longitud de onda de la luz visible para el ojo humano es de 380nm a 780nm, y los sensores también son sensibles a la luz infrarroja.Si no se filtra la luz infrarroja, las imágenes capturadas tendrán un color (generalmente rojizo)El filtro infrarrojo bloquea la luz infrarroja y solo permite el paso de la luz visible, lo que garantiza una reproducción precisa del color.

Motor de la bobina de voz

Función: Se utiliza para conducir la lente y lograr el enfoque. Al variar la magnitud y la dirección de la corriente que fluye a través de la bobina, la posición delantera-atrás de la lente se controla con precisión,asegurando un enfoque claro en el sensor.

Tipos: motor de circuito abierto, motor de circuito cerrado, motor de metal de memoria, etc., con diferentes tipos que ofrecen velocidades y precisión de enfoque variables.

Substrato y conector

Función: Proporciona soporte físico y conexiones eléctricas para el sensor de imagen y otros componentes electrónicos.transmisión de datos, energía y señales de control.

Base y soporte

Función: Fija y empaqueta con precisión todos los componentes anteriores, asegurando la alineación óptica y protegiendo los delicados componentes internos del polvo, los golpes,y interferencias electromagnéticas.

Flujo de trabajo del módulo de cámara

Un proceso de imagen simplificado es el siguiente:

Luz → Lente (focaliza la luz) → Filtro IR (filtra la luz infrarroja) → Sensor de imagen (convierte señales ópticas en señales eléctricas) → ISP interno o chip principal (procesa las señales eléctricas,como la reducción del ruido, corrección de color y compresión) → Imagen/video digital final

Indicadores técnicos clave de los módulos de cámara
Los siguientes indicadores se utilizan generalmente para evaluar la calidad de un módulo de cámara:

Tamaño del sensor:Por lo general, se expresa en pulgadas (por ejemplo, 1/1.7") o longitud diagonal.

Tamaño de píxel:El tamaño físico de un solo píxel, medido en micras (μm). Con la misma tecnología, los píxeles más grandes capturan más luz y proporcionan un mejor rendimiento en condiciones de poca luz.

Métodos de enfoque:Los más comunes incluyen la detección de fase, el contraste y el enfoque láser, que afectan la velocidad y la precisión del enfoque.

Estabilización óptica de la imagen:Compensa el temblor de la mano moviendo la lente o el sensor, mejorando la calidad de imagen y la estabilidad del video.

Aplicaciones:Los módulos de cámara son ubicuos, con aplicaciones que incluyen, entre otras:

Los teléfonos inteligentesEl mayor mercado de módulos de cámara, desde cámaras múltiples montadas en la parte trasera hasta cámaras de selfie orientadas al frente.

Autos:Se utiliza para cámaras de respaldo, vista envolvente de 360 grados, sistemas de percepción visual de conducción autónoma (ADAS) y dashcams.

Monitoreo de seguridad:las cámaras web, las cámaras de vigilancia, etc.

Las demás:Se usa para videollamadas.

Equipo médico:las cámaras endoscópicas, odontológicas, etc.

Inspección industrial:Visión automática para la detección de defectos de productos, medición dimensional, reconocimiento de códigos de barras, etc.

Dispositivos de IoT:las campanas inteligentes, los drones, los dispositivos AR/VR, etc.

En resumen, un módulo de cámara es un sistema de conversión fotoeléctrica altamente integrado. Es más que una simple lente o un sensor; abarca una compleja combinación de óptica, mecánica, electrónica,y algoritmos de softwareTodas las fotos y vídeos digitales que vemos en nuestra vida diaria son capturados y convertidos por este pequeño módulo.