影像模組 - 產品資訊

相機感光元件模組指南

[相機感光元件模組、USB相機模組]

[了解相機模組的成像原理]

[FOV(視角範圍)]

[全域快門 vs 滾動快門]

相機模組清單：相機感光元件模組、USB相機模組

了解相機模組的成像原理

相機成像指的是使用相機擷取並生成影像的整個過程,其中會運用各種元件與技術,將光線擷取並轉換為場景的數位或類比影像呈現。
一套相機成像系統的基本組成元件通常包括：

   1. 鏡頭：鏡頭負責擷取來自場景的光線,並將其聚焦於相機的感光元件或底片上。鏡頭在決定視角範圍、焦距、光圈以及成像品質等方面,扮演著至關重要的角色。
   2. 感光元件或底片：感光元件(用於數位相機)或底片(用於傳統底片相機)接收經聚焦後的光線,並記錄影像。感光元件會將光線轉換為電子訊號,而底片則是透過感光乳劑來擷取光線。
   3. 快門：快門負責控制光線曝光於感光元件或底片上的時間長短。快門的開合動作,讓光線能夠到達感光元件或底片,進而決定曝光時間。
   4. 影像處理：在數位相機中,會針對原始感光元件資料套用影像處理演算法,以最佳化影像品質、調整色彩、降低雜訊,並強化細節表現。這項處理程序可能發生於相機內部,或是在電腦上進行後製處理。
   5. 儲存：數位相機所擷取的影像資料會儲存於記憶卡中,而底片相機則是將影像直接記錄於底片上。

FOV(視角範圍)

AFOV代表「視角範圍」(Angular Field of View),指的是相機所能擷取到的可視場景範圍。它代表著相機鏡頭視角範圍(FOV)中,兩條最外側光線之間的夾角,以度數表示。

相機模組的FOV,取決於多項因素,包括鏡頭焦距,以及相機感光元件的尺寸大小。一般而言,焦距越短、或感光元件尺寸越小,AFOV就會越大;反之,焦距越長、或感光元件尺寸越大,AFOV則會越小。

若要計算相機的AFOV,可使用以下公式：

AFOV = 2 * arctan (D / (2 * F))

AFOV為視角範圍,單位為度。
D為相機感光元件的對角線尺寸。
F為相機鏡頭的焦距。

全域快門 vs 滾動快門

滾動快門相機以逐行掃描的方式擷取畫面,由上而下依序讀取,因此畫面上方與下方會產生時間差。當物體移動或相機晃動時,便會產生俗稱「滾動快門效應」的畫面扭曲現象。

相對地,全域快門相機的設計,是讓感光元件上的所有像素在極短時間內同時曝光,一次性擷取整張畫面。與逐行掃描感光元件的滾動快門相機不同,全域快門相機能夠瞬間擷取完整影像。

UVC協定

UVC協定,又稱為USB Video Class(USB視訊類別),是一種標準協定,用於定義攝影機、數位相機等視訊串流裝置,如何透過USB連線與電腦進行通訊。透過此協定,這些裝置能被各種作業系統輕鬆辨識並使用,無須額外安裝驅動程式或軟體。

即插即用：UVC是一種即插即用協定,意即當符合UVC標準的裝置透過USB連接至電腦時,作業系統會自動偵測並完成裝置設定,無須手動安裝驅動程式。這讓使用者只需單純連接UVC裝置,即可立即使用,相當便利。

跨平台相容性：UVC的設計可跨越不同作業系統運作,包括Windows、macOS、Linux與Android。這項相容性,確保了符合UVC標準的裝置,能夠無縫地在各種裝置與平台上使用。

視訊串流與控制：UVC協定定義了視訊串流與控制功能所需的指令與資料格式。它讓裝置所擷取的視訊資料,能透過USB傳輸,並由電腦端的接收軟體進行解碼。此外,UVC也支援控制解析度、幀率、曝光與對焦等各項參數設定。

裝置列舉：UVC提供了一套標準化的機制,讓電腦能夠列舉並識別已連接的UVC裝置。這使得作業系統能夠辨識裝置的功能與特性,讓軟體應用程式更容易與該裝置進行互動。
USB相容性：UVC在USB框架內運作,並遵循USB相關規範。它充分運用USB所提供的各項能力,例如資料傳輸速率、電源管理以及裝置設定等。

應用程式支援：UVC獲得眾多軟體應用程式的廣泛支援,包括視訊會議軟體、視訊錄製軟體以及視訊串流平台。這項廣泛的支援性,確保了符合UVC標準的裝置,能在多元的應用程式中順暢使用,不會遇到相容性問題。