Камера модулінің негізгі құрылымы және жұмыс принципі

Камера модулінің негізгі құрылымы

I. Камера құрылымы және жұмыс принципі

Көрініс объектив арқылы түсіріледі, жасалған оптикалық кескін сенсорға проекцияланады, содан кейін оптикалық кескін аналогты-цифрлық түрлендіру арқылы цифрлық сигналға түрленетін электрлік сигналға түрлендіріледі.Цифрлық сигнал DSP арқылы өңделеді, содан кейін өңдеу үшін компьютерге жіберіледі, соңында телефон экранында көрінетін кескінге айналады.

Сандық сигналды өңдеу (DSP) чипінің функциясы: күрделі математикалық алгоритмдер сериясы арқылы цифрлық кескін сигналының параметрлерін оңтайландыру және өңделген сигналдарды USB және басқа интерфейстер арқылы ДК және басқа құрылғыларға тасымалдау.DSP құрылымдық жақтауы:
1, ISP (бейне сигнал процессоры)
1. ISP (бейне сигнал процессоры)
2、JPEG кодер
2. JPEG кодер
3, USB құрылғы контроллері
3. USB құрылғысының контроллері

Жалпы камера сенсорларының екі түрі бар,

Олардың бірі CCD (Chagre Couled Device) сенсоры, яғни зарядпен байланысқан құрылғы.
Екіншісі - CMOS (комплементарлы металл оксиді жартылай өткізгіш) сенсоры, яғни қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш.
CCD артықшылығы жақсы сурет сапасында, бірақ өндіріс процесі күрделі, құны жоғары және қуатты тұтыну жоғары.Бірдей ажыратымдылықта CMOS CCD қарағанда арзанырақ, бірақ кескін сапасы CCD қарағанда төмен.CCD-мен салыстырғанда, CMOS кескін сенсоры қуатты аз тұтынуға ие.Сонымен қатар, технологиялық технологияның жетілдірілуімен CMOS кескін сапасы да үздіксіз жақсарып отырды.Сондықтан нарықтағы қазіргі ұялы телефон камераларының барлығы CMOS сенсорларын пайдаланады.

Ұялы телефон камерасының қарапайым құрылымы
Объектив: жарықты жинап, көріністі бейнелеу ортасының бетіне проекциялаңыз.
Кескін сенсоры: объектив арқылы бетке проекцияланған кескінді (жарық сигналын) электрлік сигналға түрлендіретін бейнелеу ортасы.
Қозғалтқыш: линзаның қозғалысын басқарады, осылайша линза бейнелеу ортасының бетіне анық кескінді шығарады.
Түс сүзгісі: адам көзі көретін көрініс көрінетін жарық жолағында және кескін сенсоры адам көзінен гөрі жарық жолағын тани алады.Сондықтан, кескін сенсоры көзбен көретін нақты көріністерді түсіре алатындай артық жарық жолағын сүзу үшін түс сүзгісі қосылады.
Мотор жетек чипі: мотор қозғалысын басқару және автофокусқа жету үшін линзаны жүргізу үшін қолданылады.
Схема тақтасының субстраты: кескін сенсорының электр сигналын артқы жағына жіберіңіз.
II.Байланысты параметрлер мен зат есімдер
1. Кескіннің жалпы форматтары
1.1 RGB пішімі:
RGB565 және RGB888 сияқты дәстүрлі қызыл, жасыл және көк пішім;16-биттік деректер пішімі - 5-биттік R + 6-биттік G + 5-биттік B. G-де тағы бір бит бар, өйткені адамның көзі жасылға сезімтал.
1.2 YUV пішімі:
Luma (Y) + хрома (УК) пішімі.YUV жарықтық параметрі мен хромдық параметрі бөлек көрсетілген пиксель пішімін білдіреді.Бұл бөлудің артықшылығы - ол өзара араласуды болдырмайды, сонымен қатар кескін сапасына тым көп әсер етпестен хрома іріктеу жылдамдығын азайтады.YUV - бұл жалпылама термин.Оның нақты орналасуы үшін оны көптеген нақты форматтарға бөлуге болады.
Chroma (УК) түстің екі аспектісін анықтайды: реңк пен қанықтылық, олар сәйкесінше CB және CR арқылы көрсетіледі.Олардың ішінде Cr RGB кіріс сигналының қызыл бөлігі мен RGB сигналының жарықтық мәні арасындағы айырмашылықты көрсетеді, ал Cb RGB кіріс сигналының көк бөлігі мен RGB сигналының жарықтық мәні арасындағы айырмашылықты көрсетеді.
Негізгі іріктеу пішімдері: YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 және YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW деректер пішімі:
RAW кескіні CMOS немесе CCD кескін сенсоры түсірілген жарық көзі сигналын сандық сигналға түрлендіретін бастапқы деректер болып табылады.RAW файлы – сандық камера сенсорының бастапқы ақпаратын және фотокамера жасаған кейбір метадеректерді (мысалы, ISO параметрлері, ысырма жылдамдығы, апертура мәні, ақ баланс, т.б.) жазатын файл.RAW өңделмеген және қысылмаған пішім болып табылады және оны «шикі кескін кодталған деректер» немесе «сандық теріс» деп нақтырақ атауға болады.Сенсордың әрбір пикселі түс сүзгісіне сәйкес келеді және сүзгілер Байер үлгісіне сәйкес таратылады.Әрбір пикселдің деректері тікелей шығарылады, атап айтқанда RAW RGB деректері
Түс интерполяциясынан кейін өңделмеген деректер (Raw RGB) RGB болады.

RAW форматындағы кескіннің мысалы
2. Байланысты техникалық көрсеткіштер
2.1 Сурет ажыратымдылығы:
SXGA (1280 x1024), 1,3 мегапиксель
XGA (1024 x768), 0,8 мегапиксель
SVGA (800 x600), 0,5 мегапиксель
VGA (640x480), 0,3 мегапиксель (0,35 мегапиксель 648X488 көрсетеді)
CIF(352x288), 0,1 мегапиксель
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Түс тереңдігі (түс биттерінің саны):
256 түсті сұр шкаласы, 256 сұр түрі (ақ-қараны қосқанда).
15 немесе 16 биттік түс (жоғары түс): 65 536 түс.
24-биттік түс (шын түс): Әрбір негізгі түстің 256 деңгейі бар және олардың комбинациясы 256*256*256 түстерге ие.
32 биттік түс: 24 биттік түске қосымша, қосымша 8 бит қабаттасатын қабаттың (альфа арнасы) графикалық деректерін сақтау үшін пайдаланылады.
2.3 Оптикалық масштабтау және цифрлық масштабтау:
Оптикалық масштабтау: объективті реттеу арқылы түсіргіңіз келетін нысанды үлкейтіңіз/кішірейтіңіз.Ол пиксельдер мен кескін сапасын негізінен өзгеріссіз сақтайды, бірақ идеалды суретті түсіруге болады.Сандық масштабтау: масштабтау жоқ.Ол жай ғана бастапқы суретті алады және үлкейтеді. СКД экранында көргеніңіз үлкейтілген, бірақ сурет сапасы айтарлықтай жақсармаған және пикселдер камера түсіре алатын максималды пикселдерден төмен.Сурет сапасы негізінен лайық емес, бірақ ол кейбір ыңғайлылықты қамтамасыз етуі мүмкін.
2.4 Суретті қысу әдісі:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Кескін шуы:
Ол кескіндегі шу мен кедергіні білдіреді және кескінде бекітілген түсті шу ретінде пайда болады.
2.6 Автоматты ақ түс балансы:
Қарапайым тілмен айтқанда: ақ түсті заттарды камера арқылы қалпына келтіру.Сабақтас ұғымдар: түс температурасы.
2.7 Көру бұрышы:
Ол адам көзін бейнелеумен бірдей принципке ие, ол бейнелеу диапазоны деп те аталады.
2.8 Автофокус:
Автофокусты екі санатқа бөлуге болады: бірі объектив пен нысан арасындағы қашықтыққа негізделген аутофокус ауқымы, ал екіншісі фокустау экранында анық бейнелеуге негізделген фокусты анықтау автофокусы (айқындық алгоритмі).
Ескертпе: Масштабтау — алыстағы нысандарды жақындату.Фокус кескінді анық ету болып табылады.
2.9 Автоматты экспозиция және гамма:
Бұл диафрагма мен ысырманың үйлесімі.Диафрагма, ысырма жылдамдығы, ISO.Гамма – адам көзінің жарықтыққа жауап беру қисығы.
III.Басқа камера құрылымы