اصول طراحی نوری در ماژول‌های دوربین

طراحی نوری ماژول‌های دوربین یک فرآیند پیچیده و پیچیده است که شامل چندین عنصر کلیدی و شاخص فنی می‌شود. برخی اصول اساسی طراحی نوری ماژول‌های دوربین عبارتند از:

طراحی مسیر نوری

مسیر انتقال سیگنال نوری: مسیر انتقال سیگنال نوری ماژول دوربین باید به حداقل رساندن از دست دادن سیگنال و انحراف آن کمک کند. سیگنال نوری از طریق لنز وارد می‌شود، از فیلتر عبور می‌کند و در نهایت به عناصر حساس به نور مانند یک عنصر فتوسنسور می‌رسد. سنسور تصویر CMOS). به فارسی ترجمه شود

طراحی لنز: طراحی لنز باید اطمینان حاصل کند که سیگنال نوری به طور کارآمد و دقیق بر روی عنصر حساس به نور تمرکز شود. لنز معمولاً از چند عنصر نوری تشکیل شده است، هر کدام با یک وظیفه خاص مانند اصلاح انحرافات و بهبود انتقال.

تصحیح انحراف

با طراحی مناسب شیب و ضخامت لنز، خلل کروی کاهش می یابد و تصویر واضح تر می شود.

کروماتیک انحراف: پوشش‌های چند لایه یا مواد ویژه برای عناصر نوری، پراکندگی نورهای مختلف طول موج را کاهش داده و کیفیت تصویر را بهبود می‌بخشد.

با بهینه‌سازی ساختار لنز، تا حد زیادی، به ویژه در نواحی لبه تصویر، کاهش یافته است.

انحنای میدان: تنظیم طراحی لنز باعث نگهداری صفحه تصویر کلی روی یک سطح صاف می‌شود، کاهش انحنای میدان ایجاد شده توسط آن را فراهم می‌کند.

با طراحی یک ساختار لنز منطقی، انحراف بشکه و انحراف پینکوشن کاهش یافته و تصویر واقع‌گرایانه‌تر می‌شود.

طراحی دیافراگم

اندازه دهانه: اندازه دهانه به طور مستقیم بر تعداد نور و عمق میدان تاثیر می گذارد. یک دهانه بزرگ نور را افزایش می دهد اما عمق میدان را کاهش می دهد؛ یک دهانه کوچک عمق میدان را افزایش می دهد اما نور را کاهش می دهد. طراحی باید بر اساس سناریوی کاربرد متعادل شود.

مکانیزم دیافراگم: ماژول‌های دوربین مدرن معمولاً دارای دیافراگم قابل تنظیم هستند تا با شرایط نور مختلف سازگار شوند.

۴. طراحی فیلتر

فیلتر مادون قرمز: این فیلتر برای فیلتر کردن نور مادون قرمز است تا از تأثیر آن بر کیفیت تصویر جلوگیری شود.

یک فیلتر UV می‌تواند مداخله نور فرابنفش را در تصویر کاهش دهد.

فیلتر پولاریزه کننده: یک فیلتر پولاریزه کننده می‌تواند مداخله نورانی بازتابی را کاهش دهد و کنتراست تصویر را بهبود بخشد.

عنصر حساس به نور طراحی

عنصر حساس به نور: عناصر حساس به نور متداول شامل CMOS و CCD هستند. CMOS به دلیل مصرف کم انرژی و هزینه پایین آن از طرفی، و CCD به دلیل استفاده بیشتر در برنامه‌های پایانی از طرف دیگر، گسترده استفاده می‌شود.

اندازه پیکسل: اندازه پیکسل مستقیماً بر رزولوشن و حساسیت تصویر تأثیر می‌گذارد. پیکسل‌های بزرگ حساسیت را افزایش می‌دهند اما رزولوشن را کاهش می‌دهند؛ پیکسل‌های کوچک رزولوشن را افزایش می‌دهند اما حساسیت را کاهش می‌دهند.

برداشت دینامیک: دامنه دینامیکی عنصر حساس به نور عملکرد آن را در صحنه‌های با دینامیک بالا تعیین می‌کند. یک عنصر با دامنه دینامیک بالا می‌تواند نتایج بهتری در محیط‌هایی با تضاد نوری قوی بین نور و تاریکی به دست آورد.

تکنولوژی کپسوله‌سازی

تکنولوژی MOB (Molding on Board) فناوری MOB (Molding on Board) مولفه‌های الکترونیکی را درون یک قالب، یک ساختار یکپارچه، محکم می‌کند. این امر پایداری و قابلیت اعتماد ماژول را افزایش می‌دهد.

تکنولوژی MOC: تکنولوژی MOC (Molding on Chip) با تغلیظ سیم‌های طلا درون قالب، آن‌ها را مستقیماً به تراشه متصل می‌کند و بهبود قابلیت اطمینان و عملکرد قالب‌بندی را افزایش می‌دهد.

تطبیق پذیری زیست محیطی

قابلیت سازگاری با دما: ماژول‌های دوربین باید عملکرد پایدار خود را در محیط‌های دمایی مختلف حفظ کنند. در نظر گرفتن ضریب انبساط حرارتی و پایداری حرارتی مواد باید در طراحی مد نظر قرار گیرد.

مقاومت در برابر گرد و آب: برای ماژول‌های دوربین استفاده شده در برنامه‌های خارج از اتاق، طراحی مقاوم در برابر گرد و آب ضروری است تا عملکرد نرمال در شرایط سخت تضمین شود.

8. کنترل هزینه

انتخاب مواد با دقت می‌تواند تعادلی بین عملکرد و هزینه ایجاد کند.

بهینه‌سازی فرآیند تولید می‌تواند کارایی تولید را افزایش دهد و هزینه‌ها را کاهش دهد.

با رعایت این اصول، می‌توان ماژول‌های دوربین با عملکرد بالا و قابلیت اعتماد بالا طراحی کرد تا نیازهای انواع سناریوهای کاربردی را برآورده کند.