深圳网站设计公司电,重庆网站建设方案书,wordpress 幻灯片,免费做自荐书的网站目录一、摄像头成像的光学原理二、摄像头模组构成以及功能原理三、摄像头名词释义四、摄像头参数解析五、摄像头选型一、摄像头成像的光学原理1.1 光学的基本定律#xff08;1#xff09;光线直线传播定律#xff1a;在统一均匀介质中#xff0c;光沿直线传播#xff08;2…目录一、摄像头成像的光学原理二、摄像头模组构成以及功能原理三、摄像头名词释义四、摄像头参数解析五、摄像头选型一、摄像头成像的光学原理1.1 光学的基本定律1光线直线传播定律在统一均匀介质中光沿直线传播2光线的独立传播定律几何光学中不同光源发出的光在空间某点相遇时彼此互不影响各自独立传播3光线的传播路线可逆4光线的反射定律特点1.反射与入射光线均在入射面内2.入射光线与反射光线分居法线两侧3.入射角反射角漫反射在整机上的应用如AG玻璃5光线的折射定律光从一种介质射向另一种介质的平滑界面时一部分光被界面反射另一部分光透过界面在另一种介质中折射折射光线服从折射定律折射光线与入射光线、法线处在同一平面内折射光线与入射光线分别位于法线的两侧折射率大折射角小反之亦然摄像头的成像就是利用光的折射1.2 摄像头成像原理1凸透镜成像凸透镜的成像特点1、平行主轴的光线经过透镜后会经过焦点2、通过透镜中心的管线不发生偏折3、经过前焦点的光线会平行与透镜后的主轴成像公式证明物距p相距q焦距f根据这个公式如果焦距是正那么是凸透镜如果是负值那么就是凹透镜已知物距和焦距如果算出来的像距是正数那么就是实像如果是负数那么就是虚像像高除以物高就可以知道放大率多大~二、摄像头模组构成以及功能原理2.1 摄像头模组总体构成1摄像头SensorCCDCMOS它是怎么感应出不同颜色的---滤光片、光电转换、计算电荷量像素上已经有滤光片了为什么还需要IR滤光片体积原因CCD工艺落后没有集成内置的ADC和Timer需要外置所以体积大功耗原因工艺、供电模块CCD更多处理速度转化原因图像效果通过全局快门来解决高动态、低噪声 CCD2镜头镜头组成是透镜结构一般可分为塑胶透镜Plastic或玻璃透镜Glass通常摄像头用的镜头构造有1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G等2P 3P GP3马达目前手机的马达主要分为三种步进马达Stepper Motor、超声波马达Ultrasonic motor压电马达 Piezo Motor 的一种、音圈马达VCMVoice Circle Motor/Voice Coil Actuator。音圈马达以其结构简单、体积小等特点成为现阶段的主流。因为原理和扬声器类似所以叫音圈电机具有高频响、高精度的特点。其主要原理是在一个永久磁场内通过改变马达内线圈的直流电流大小来控制弹簧片的拉伸位置从而带动上下运动。4滤光片为什么需要滤光片IR自然界存在着各种波长的光线人眼识别光线的波长范围在320nm-760nm之间 超过320nm-760nm的光线人眼就无法见到而摄像机的成像元器件CCD或CMOS可以看到绝大部分波长的光线。由于各种光线的参与摄像机所还原出的颜色与肉眼所见在色彩上存在偏差。如绿色植物变得灰白红色图画变成浅红色黑色变成紫色等。三、摄像头名词参数释义1像差镜头形成的实际影像与理想影像之间的差异叫做像差常见的像差分为单色像差和色差单色像差指单一颜色的光通过镜头后形成的像差主要有球差、慧差、像散、场曲像面弯曲、畸变色差指光的波长不同导致折射率产生差异的现象其主要有位置色差横轴色差与倍率色差垂轴色差球差指通过球面透镜的光线无法汇聚于一点的现象特点球差是轴上像差不是光学系统的制作不良引起的是球面折射固有的特性造成球面的直径越大焦长变短球差越严重消除球差的方法使用非球面镜片如右图所示手机镜头中都采用非球面镜片来消除球差慧差指的是州外光纤通过透镜无法汇聚于一点经常形成彗星状的光斑特点慧差是轴外像差且是远轴光线产生多产生于镜头的边缘视场减小慧差的办法缩小光圈移动光圈的位置或者有选择的增加透镜像散像散是指轴外光线通过透镜后在不同的空间位置聚焦成俩条焦线而像点在俩条焦线中间呈现为一个比较模糊的光斑特点像散是轴外像差难以消除且同光圈基本无关所以像散是镜头光学设计中重点关注的单色像差其可以通过选择透镜的位置及曲率来控制像面弯曲在垂直于光轴的平面上的物体的成像面未必是与光轴垂直的平面一般都成为弯曲的面。这个现象被称为像面弯曲特点像面弯曲是轴外像差画面的中心与周边不能同时成清晰的像减小像面弯曲的方法调整光圈的位置选用特殊的光学材料优选镜头的架构畸变畸变是因为透镜成像时视场的不同区域所形成的影像放大倍率不同而形成的一种变形这种扭曲越靠近画面边缘越严重畸变不影响清晰度于光圈大小无关。光圈位置与畸变关系畸变是轴外像差经常是因为光学结构与光圈位置不对称引起所以调整光圈位置可以改善畸变非球面镜片也可以很好改善畸变。位置色差指的是一束平行光小角度近轴光线通过镜头后汇聚于前后不同位置的像点上特点主要是轴上色差是因为产生的原因是不同颜色的光的折射率不同导致所以无法消除光学设计上只能减小及控制减小位置色差方式缩小光圈复合透镜及特殊光学材料倍率色差指的是轴外光点远轴光线发出的光通过镜头后汇聚于不同的高度上使图像的边缘分解出朦胧的彩虹特点轴外像差减小倍率色差方式使用复合透镜和使用特殊光学材料四、摄像头参数解析1Pixel Size也就是像素的尺寸如果一个系统中不存在绕射或者是其他的光学误差分辨率将仅仅与像素大小和物体大小有关简单来说当像素尺寸减小时分辨率增加这种增加使得拍摄较小的物体时即使物体之间的间距减小由于像素更小他们之间的缝隙也能被检测出来。2Image SizeLens MICsensor MIC全画幅36mmx24mmAPS-C画幅 24mmx16mm3FOV视场角计算公式视场角2θ2arctan[(D/2)/f]Sensor为IMX377其对角线为7.75镜头焦距为4.5mmDFOV2arctan[(D/2)/f]2*arctan[(7.75/2)/4.5]81.5°如上图所示焦距越短视场角越大因此短焦镜头也可以称为是大广角镜头4F NumberF.nof/D在焦距固定的状态下孔径越大F值则越小进光量越多画面越亮反之则F值越大进光量越小画面越暗。f/#与理论分辨率和对比度极限以及景深(DOF)和镜头焦深直接相关。此外它还会影响特定镜头设计的像差。x焦深焦深为在理想像点前后都可以成清晰像的范围光圈与焦深的关系光圈越大焦深越长5Chief Ray Angle主光线入射角从镜头的传感器一侧可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为一个参数称为主光线入射角(CRA)最边缘的光线也就是最大角度为了保证更多的光线进入到Sensor摄像头的LENS CRA和Sensor的CRA要匹配并且角度差异要控制在±3°以内如果Pixel越小那么要求就越高如果不匹配lens CRA小于sensor CRA会出现四周偏暗的情况此时光线达不到pixel的边缘lens CRA大于sensor CRA光线折射到临近的pixel导致pixel之间出现串扰出现图像的偏色6Distortion-畸变常见的畸变桶型失真和枕型失真或者是梯形失真几何失真实际上信息是存在的只是被放错了地方如果我们能知道哪些信息是被放错的被放错到哪里那么就可以轻松的重新映射出来几何畸变与TV畸变几何畸变描述了畸变图像中点显示之处与它们在完美系统中所在处之间的距离。TV畸变的测量是由RIAA成像标准指定并透过对填充垂直视场之方形目标进行成像来确定。几何畸变的计算方式如下 红点为目标图像黑色是实际成像需要校准TV畸变的计算方式如下7MTF 光学调制传递函数 分辨率Modulation给定的分辨率下物体上黑色与白色的区分程度MTF对于镜头而言像差越大镜头的光学品质越差MTF值越低。系统的空间分辨率取决于许多因素包括绕射及其他光学误差所导致的模糊、圆点间距以及传感器检测对比度的能力如果有两个一样分辨率的摄像头但是拥有不同的对比度获取到的图像有很大的不同。像素较大的传感器具有较低的分辨率。像素较小的传感器具有较高的分辨率
