ماژول دوربین زوم اپتیکال

سیستم نوری مبنایی برای تعیین قابلیت زوم و کیفیت تصویربرداری است. فاصله کانونی را از طریق حرکت هماهنگ گروه‌های لنز متعدد تنظیم می‌کند و باید شرایط انحراف کم و عبور نور بالا را برآورده کند.

1. گروه لنز: متشکل از چندین لنز نوری با عملکردهای مختلف، هسته زوم فیزیکی است.

• لنز ثابت: ثابت در لوله لنز، یک مسیر نوری اساسی را برای اطمینان از ورود نور پایدار به ماژول فراهم می کند.
• لنز زوم: می تواند در امتداد محور نوری حرکت کند. با تغییر فاصله از سایر لنزها، فاصله کانونی را برای دستیابی به تغییر زوم از "واید- به تله فوتو" تنظیم می‌کند.​
• لنز جبرانی: به طور همزمان با لنز زوم حرکت می کند تا انحرافات (مانند انحراف کروی، انحراف رنگی) ایجاد شده در حین بزرگنمایی را جبران کند و از تصاویر واضح با بزرگنمایی های مختلف اطمینان حاصل کند.

2. فیلتر: معمولاً یک IR{1}}CUT (فیلتر برش مادون قرمز) که بین گروه لنز و حسگر تصویر نصب می‌شود.​

• عملکرد: نور مادون قرمز را در محیط فیلتر می کند تا از تداخل مادون قرمز با سنسور تصویر جلوگیری کند، اطمینان حاصل کند که رنگ های تصویر با ادراک بصری انسان مطابقت دارند و از پخش رنگ جلوگیری می کند.

سیستم درایو مسئول هدایت گروه لنز به سمت حرکت دقیق، درک اقدامات "زوم" و "فوکوس" است و باید الزامات نویز کم و سرعت پاسخ بالا را برآورده کند.

• محرک زوم: بیشتر از VCM (موتور سیم پیچ صوتی) یا موتور پله ای استفاده می کند. این لنز زوم را به حرکت خطی در امتداد محور نوری از طریق نیروی الکترومغناطیسی سوق می دهد و بزرگنمایی زوم را دقیقاً کنترل می کند (مثلاً تنظیم از 3x تا 10x).
• Focus Actuator: همچنین عمدتاً از VCM استفاده می کند. لنز فوکوس را به سمت تنظیم دقیق موقعیت- سوق می دهد، و نور را به طور دقیق روی سطح حساس به نور حسگر تصویر متمرکز می کند، و پس از زوم کردن، تصاویر واضح را تضمین می کند (یعنی "زوم هماهنگ + فوکوس").
• ساختار انتقال: شامل پیچ های سربی، چرخ دنده ها یا ریل های راهنما است. این موتور و گروه لنز را به هم متصل می کند و قدرت موتور را به حرکت لنز صاف تبدیل می کند تا از تغییر تصویر ناشی از لرزش لنز جلوگیری شود.

سیستم تصویربرداری مسئول دریافت نور منتقل شده توسط سیستم نوری و تبدیل آن به سیگنال های الکتریکی قابل پردازش است که به عنوان پیوند کلیدی در "تبدیل نور به- الکتریکی عمل می کند."​

1. حسگر تصویر: جزء اصلی، معمولا یک سنسور CMOS

• عملکرد: واحدهای حساس به نور (پیکسل) نور را دریافت کرده و آن را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند و داده های تصویر خام (فرمت RAW) را خروجی می دهند. تعداد پیکسل ها (به عنوان مثال، 8 میلیون، 12 میلیون) حداکثر وضوح ماژول را تعیین می کند (به عنوان مثال، 1080P، 4K).

2. نگهدارنده حسگر: ساخته شده از-تزریق با دقت بالا-قطعات قالب‌گیری شده یا قطعات فلزی، حسگر تصویر را ثابت می‌کند تا اطمینان حاصل شود که سطح حساس به نور حسگر کاملاً با مرکز اپتیکی گروه لنز هماهنگ است و از اعوجاج تصویر ناشی از آفست جلوگیری می‌کند.​

سیستم مدار وظیفه تامین انرژی ماژول، پردازش سیگنال های تصویر، کنترل سیستم درایو و انتقال داده ها به دستگاه های خارجی را بر عهده دارد. باید الزامات تداخل کم و پایداری بالا را برآورده کند

• PCB (Printed Circuit Board): "اسکلت مدار" ماژول. از PCBهای با چگالی بالا (به عنوان مثال، تخته‌های HDI) برای ادغام نقاط لحیم کاری و علائم سیگنال برای همه اجزای الکترونیکی استفاده می‌کند و اتصالات مدار پایدار را تضمین می‌کند.​
• چیپ کنترل اصلی: همچنین به عنوان پردازشگر سیگنال تصویر (ISP) شناخته می شود. سیگنال‌های الکتریکی خام خروجی توسط سنسور را دریافت می‌کند، پردازش‌هایی مانند کاهش نویز، تعادل رنگ سفید، تصحیح رنگ و محاسبه پارامتر زوم را انجام می‌دهد و سیگنال‌های تصویر/ویدیو قابل استفاده مستقیماً را خروجی می‌دهد.
• چیپ کنترل زوم: دستورالعمل‌هایی را از تراشه کنترل اصلی دریافت می‌کند، و فاصله حرکت و سرعت موتور زوم را به دقت کنترل می‌کند تا از بزرگ‌نمایی دقیق زوم اطمینان حاصل کند (مثلاً دستیابی به زوم 10 برابری بدون انحراف بزرگ‌نمایی).
• تراشه انتقال سیگنال: تراشه‌های مربوطه را بر اساس نوع رابط (مانند USB 3.0، MIPI) پیکربندی می‌کند تا سیگنال‌های تصویر/ویدئو پردازش شده را با سرعت بالا به دستگاه‌های خارجی (مانند رایانه‌ها، مادربردهای گوشی‌های هوشمند) منتقل کند و تأخیر انتقال را کاهش دهد.
• PMIC (IC Power Management): ولتاژ و جریان پایداری را برای اجزای مختلف ماژول (حسگرها، موتورها، تراشه‌ها) فراهم می‌کند تا از لرزش موتور یا اختلالات حسگر ناشی از نوسانات ولتاژ جلوگیری کند.

اجزای ساختاری مسئول تعمیر اجزای داخلی، محافظت از سیستم هسته در برابر آسیب های خارجی و اطمینان از سازگاری ماژول با نصب دستگاه خارجی هستند.

• محفظه ماژول: بیشتر از فلز یا پلاستیک با استحکام بالا- ساخته شده است. تمام اجزای داخلی را برای جلوگیری از ورود گرد و غبار و رطوبت محصور می کند و رابط های نصب خارجی (مانند سوراخ پیچ، سگک) را فراهم می کند.
• پایه لنز: گروه لنز و لوله لنز را ثابت می‌کند تا مطمئن شود که موقعیت نسبی گروه لنز و سنسور ثابت می‌ماند و از تغییر مرکز نوری ناشی از لرزش جلوگیری می‌کند.
• حلقه مهر و موم ضد گرد و غبار: در اتصالات بین پایه لنز و محفظه و بین گروه لنز و بشکه لنز نصب می شود. برای جلوگیری از ورود گرد و غبار به سیستم نوری (هماهنگی با الزامات اتاق تمیز در مرحله تولید) آب بندی ماژول را افزایش می دهد.

اجزای کمکی اضافه شده با توجه به سناریو برنامه نیاز به بهینه سازی عملکرد ماژول و تجربه کاربر دارند

• EEPROM: پارامترهای کالیبراسیون ماژول (به عنوان مثال، مقادیر کالیبراسیون بزرگنمایی زوم، پارامترهای تعادل رنگ سفید) را ذخیره می کند. ماژول هنگام راه اندازی به طور خودکار این پارامترها را می خواند تا از عملکرد ثابت با هر بوت اطمینان حاصل کند
• هیت سینک: برای ماژول‌های{0} با قدرت بالا (مانند ماژول‌های با وضوح 4K، ماژول‌های امنیتی که برای مدت طولانی کار می‌کنند)، روی سطح چیپ کنترل اصلی یا تراشه برق نصب می‌شود تا گرما را از بین ببرد و از تخریب عملکرد یا آسیب ناشی از گرمای بیش از حد تراشه جلوگیری کند.