Hogyan lehet minimalizálni a kameramodul méretét?

Bevezetés
Számos modern eszközben – orvosi endoszkópos kameramodulban , drónokban, hordható eszközökben és okostelefonokban – a tér luxus. A kisebb kamera vékonyabb termékeket, kevésbé invazív orvosi eszközöket és több helyet tesz lehetővé más alkatrészek számára. De a fényképezőgépet a képminőség elvesztése nélkül zsugorítani nem könnyű. Ez a cikk gyakorlati módszereket mutat be a kameramodul méretének minimalizálására , függetlenül attól, hogy egyedi tervez OEM kameramodult , vagy szabványos USB kameramodult vagy HD kameramodult választ..

Miért számít a méret?

• Orvosi endoszkópok – egy kisebb hegy csökkenti a beteg kényelmetlenségét, és szűkebb járatokat ér el.

• Szórakoztató elektronika – az okostelefonokhoz, okosszemüvegekhez, drónokhoz ultrakompakt kamerákra van szükség.

• Ipari boreszkópok – az apró kamerák szűkebb ellenőrző lyukakba illeszkednek.

A nagy kamera tervezési kompromisszumokra kényszerít. A kicsinyítéssel rugalmasságot nyer.

1. Válasszon kis méretű érzékelőt
A képérzékelő a legnagyobb rész. A kicsinyítéshez:

• Válasszon egy kisebb érzékelőszerszámot (pl. 1/9'-es 1/3' helyett). Ez csökkenti a pixelméretet és a teljesítményt gyenge fényviszonyok között – ez kompromisszum.

• Használjon ostyaszintű csomagolást (WLP) – az érzékelőt terjedelmes kerámia vagy műanyag tok nélkül csomagolják.

• Endoszkópos kameramodulhoz az OmniVision OV6948 egyetlen 0,65 mm × 0,65 mm-es chipbe integrálja az objektívet és az érzékelőt.

2. Chip-on-Board (COB) összeszerelés használata
A hagyományos érzékelők védőcsomagolásban (PLCC, CSP) kerülnek forgalomba. A COB a csupasz matricát közvetlenül a PCB-re szereli, eltávolítva a csomagot. Előnyök:

• Alacsonyabb magasság – nincs csomag vastagság.

• Kisebb helyigény – nincs extra vezeték vagy margó.

• Jobb hőátadás – közvetlenül a fedélzeten hal meg.

A COB általánosan elterjedt a nagy volumenű OEM kameramodulok gyártásában, különösen a HD kameramodulok esetében .

3. Használjon táblaobjektívet az M12 helyett.
Sok USB kameramodul M12 objektívet használ (12 mm átmérőjű menet). A tömörség érdekében:

• Válasszon táblalencsét (S-mount) – közvetlenül az érzékelőre ragasztva vagy egy apró tartót. Se menet, se zárógyűrű.

• A táblalencsék átmérője akár 3 mm is lehet. Fixfókuszúak, ami sok felhasználásra megfelelő.

esetén Endoszkóp kameramodul a táblalencsék az egyetlen praktikus választás – a csúcsnak 5 mm-nél kisebbnek kell lennie.

4. Rugalmas PCB-k használata
Az érzékelőt és az alkatrészeket tartó kártya csökkenthető a következőkkel:

• használata Rugalmas nyomtatott áramkör (FPC) merev kártya helyett. A flex összecsukható, így a kamerafej nagyon vékony.

• Passzív alkatrészek elhelyezése a flexben, vagy integrálása az érzékelő saját hordozójába.

• esetén USB kameramodul helyezze a hídchipet és az USB-csatlakozót egy apró merev-flex lapra, amely az érzékelő mögé hajtható.

5. Egyszerűsítse az interfész
interfész elektronikáját, és növelje tömegét. A zsugorításhoz:

• Használja közvetlenül a MIPI CSI-2-t – nincs híd chip. Az érzékelő a videót közvetlenül a processzorhoz továbbítja. Megment egy teljes IC-t.

• Ha USB-re van szükség, válasszon egy USB-híd chipet egy apró WLCSP-csomagban (pl. 3 mm × 3 mm), és kombinálja az érzékelővel egy kártyán.

• esetén HD kameramodul a nyers MIPI kimenet sokkal kompaktabb, mint az USB.

6. Csökkentse a lencseelemek számát
A jó minőségű lencsék több elemet (5-6 üvegdarabot) használnak. Mindegyik növeli a hosszt és az átmérőt. A zsugorításhoz:

• Használjon aszférikus műanyag lencséket – egy aszférikus két gömb alakú lencsét helyettesíthet.

• Fogadjon el valamivel gyengébb képminőséget (pl. lágyabb sarkokat), ha az alkalmazásnak nincs szüksége tökéletes élekre.

• Az gyakori endoszkópos kameramoduloknál egyetlen műanyag aszférikus lencse – jól működik 2 mm átmérőjűnél.

7. Integráljon LED-eket ugyanarra az alapfelületre
Sok kameramodul rendelkezik LED-ekkel a világításhoz. Külön LED tábla helyett:

• Helyezze a LED-eket közvetlenül ugyanarra a PCB-re vagy hajlítsa meg, mint az érzékelőt.

• használjon csupasz LED-betéteket (a LED-ekhez chip-on-board). Csomagolt LED-ek helyett

• A esetében ez körülbelül 1–2 mm átmérőt takarít meg. USB-kameramodul boreszkópként használt

8. Az alak testreszabása (OEM kameramodul)
A készen kapható modulok négyzet alakúak vagy kerekek. Az OEM kameramodul úgy alakítható, hogy pontosan illeszkedjen a házához:

• A nyomtatott áramköri lap ne legyen téglalap alakú – L alakú, kivágott vagy félkör.

• Helyezze a csatlakozót egy hajlékony hosszabbítóra, amely távolabb van a kamerafejtől.

• Orvosi endoszkóp kameramodul esetében az egész csúcs gyakran egy egyedi henger lencsével, érzékelővel és LED-ekkel, amelyek vékony fémcsőbe vannak helyezve.

9. Távolítsa el a felesleges funkciókat
Minden extra funkció méretet ad. Kérdezd meg magadtól:

• Szüksége van autofókuszra? A rögzített fókusz megmenti a VCM működtetőelemet (1–2 mm).

• Kivehető infravörös szűrőre van szüksége? Csak látható fény esetén a rögzített szűrő kisebb.

• Külön ISP kell? Integrálja az ISP-t az érzékelőbe vagy a gazdaprocesszorba.

A csak világos körülmények között használt esetében HD kameramodul az infravörös szűrő eltávolításával és egy egyszerű objektív használatával 20%-kal csökkenthető a méret.

10. Együttműködés tapasztalt OEM-gyártóval
Egy apró kamera tervezése mechanikai, optikai és elektromos know-how-t igényel. Egy tapasztalt OEM kameramodul beszállító, mint például a Sincere:

• Optimalizálja az elrendezést a minimális helyigény érdekében.

• Szerezze be a legkisebb alkatrészeket (érzékelők, passzív elemek, csatlakozók).

• Használjon fejlett összeszerelést (COB, lapkaszintű optika).

Összegzés
érdekében A kameramodul méretének minimalizálása összpontosítson az érzékelő csomagolására (COB, lapkaszint), az objektív típusára (az M12 helyett az alaplapi lencse), az interfészre (MIPI USB-n keresztül) és az egyéni kialakításra (flex PCB-k, szabálytalan kártyák). Az endoszkóp kameramodulnál minden milliméter számít – a COB és az alaplapi lencsék elengedhetetlenek. Az USB-kameramodul egy apró hídchippel és beépített LED-ekkel kicsinyíthető. A HD kameramodul MIPI és aszférikus műanyag lencsék előnyeit élvezi. Ezen technikák kiegyensúlyozásával a lehető legkisebb kamerát érheti el projektje számára.

Lépjen kapcsolatba a Sincere-rel, hogy megvitassa az OEM kameramodul miniatürizálási projektjét.