カメラモジュールのカスタマイズプロセス解説

カメラモジュールの用途は数十万種類にも及ぶため、標準品ではすべての個別ニーズに対応することができません。そのため、カスタマイズプロセスは必然的なものとなり、広く普及しています。モジュールの寸法、レンズの画角、オート/固定フォーカスの種類、レンズフィルターなど、ハードウェアとファームウェアの両面から調整を行うことで、イノベーションを実現します。

非経常性engineering費用(NRE)は、新製品の研究・開発・設計の全工程をカバーするものです。開発期間とコストを削減するため、IADIY は標準カメラモジュールソリューションをベースとしたカスタムカメラモジュールサービスを提供しています。

【カメラモジュールカスタマイズの要件フロー】

【カメラモジュールカスタマイズにはどのような要件がありますか?】

【USBカメラに必要な解像度とは?】

【画角(FOV)とは何ですか?】

カスタマイズ要件フロー

カメラモジュールをカスタマイズする前に確認すべき質問

必要な要件とは?

USBカメラモジュールには、以下の要件を満たす必要があります。これらは写真の鮮明さと優れた動作原理を実現するために最も重要な構成部品です。各部品はCMOSおよびCCD集積回路を通じて接続され、明確に規格化されています。ユーザーの要件に応じて動作し、ユーザーフレンドリーなカメラオプションとして機能します。さまざまな機器と接続でき、USB接続によるカメラニーズに完璧なソリューションを提供します。

    * レンズ
    * センサー
    * DSP(デジタル信号処理装置)
    * PCB(プリント基板)

USBカメラに必要な解像度とは?

解像度とは、ビットマップ画像に含まれるデータ量を測る指標で、通常dpi(ドット・パー・インチ)で表されます。簡単に言えば、カメラの解像度とは画像を解析する能力、つまりイメージセンサーの画素数を指します。最高解像度とは、カメラが最大限に画像を解像できる能力、つまりカメラの最大画素数を表します。現在、30万画素CMOSの解像度は640×480、50万画素CMOSの解像度は800×600です。この2つの数字は、画像の縦横それぞれの点数の単位を表しています。デジタル画像のアスペクト比は通常4:3です。

実際の使用においては、カメラをウェブチャットやビデオ会議に使用する場合、解像度が高いほど必要なネットワーク帯域幅も大きくなります。そのため、消費者は自身の製品ニーズに応じて適切な画素数を選ぶ必要があります。

よく使われる解像度

画角(FOV)とは何ですか?

FOV(画角)とは、レンズがカバーできる範囲を指します(この角度を超える被写体はレンズに写りません)。カメラレンズがカバーできるシーンの範囲は、通常角度で表され、これをレンズのFOVと呼びます。被写体がレンズを通して焦点面上に結ぶ可視画像がカバーする領域が、レンズの視野となります。FOVは使用環境によって決定されるべきであり、レンズ角度が大きいほど視野は広くなり、逆もまた然りです。

用途に応じたカメラの寸法選び

カメラモジュールにおいて計算される主要なパラメータの一つが寸法であり、これは要件によって最も大きく変動する要素です。

これはサイズと光学フォーマットに依存します。視野角と焦点距離は、対象物の寸法計算に関わり、バックフォーカスも含まれ、フォーマットに適したレンズが必要となります。レンズの光学サイズはお客様の用途に適合し、一般的な規格に従う必要があります。センサーが大きくなるほど直径も変化し、それに応じたレンズカバーの装着が求められます。これは画像の四隅に生じるビネッティング(暗角)の程度にも影響します。

カメラモジュールの用途は数十万種類にも及ぶため、モジュールの寸法は最も変動幅の大きい要素です。当社のエンジニアは、お客様の特定プロジェクトに最適な正確な寸法を開発する力を備えています。

製品のEAU(年間予想使用量)

製品価格は仕様によって決まります。EAU(年間予想使用量)が少ないUSBカメラはカスタマイズには不向きです。レンズ、サイズ、センサーなどに継続的かつ個別化されたニーズがある場合、カスタムカメラモジュールが最良の選択肢となります。

適切なカメラモジュールの選び方

カメラモジュールの用途は数十万種類にも及ぶため、標準品ではすべての個別ニーズに対応することができません。そのため、カスタマイズプロセスは必然的なものとなり、広く普及しています。モジュールの寸法、レンズの画角、オート/固定フォーカスの種類、レンズフィルターなど、ハードウェアとファームウェアの両面から調整を行うことで、イノベーションを実現します。

非経常性engineering費用(NRE)は、新製品の研究・開発・設計の全工程をカバーするものです。開発期間とコストを削減するため、IADIY は標準カメラモジュールソリューションをベースとしたカスタムカメラモジュールサービスを提供しています。

実際に影響する要素:

カメラモジュールやカメラをオフィスや小さな寝室に設置する場合、2.8mmの焦点距離があれば十分です。カメラモジュールやカメラを庭先に設置する場合は、4mm〜6mmの焦点距離が必要となります。空間が広くなるにつれ焦点距離も長くする必要があります。工場や通りなど、非常に広い空間で使用する場合は、8mmまたは12mmの焦点距離が必要です。

近赤外線(NIR)光用のカメラモジュールを選ぶ場合、カメラモジュールのスペクトル応答は主にレンズ素材やセンサー素材によって決まります。センサーはシリコンベースのものがほとんどで、NIR光に対して非常に優れた応答を示します。可視光や850nmと比較すると、940nmに対する感度はかなり低くなりますが、それでも効果的に画像を取得することができます。このプロセスにおいて最も重要なのは、検出のためにカメラに十分な光を確保することです。カメラがいつトリガーされ、いつ最適なタイミングを捉えられるかを完全に把握することはできず、そのタイミングには大きな差が生じます。そのため、この際に信号が一定の範囲まで送られ、適切なカメラモジュールを選択することが可能になります。

まとめ

以上の内容から、USBカメラモジュールは総合的な機能を備え、自動ズームモジュールと組み合わされていることがわかります。USBカメラモジュールの固定焦点タイプは、レンズ、レンズホルダー、感光集積回路などで構成されています。ユーザーはUSBカメラモジュールとMIPIカメラモジュールの違いを理解しておく必要があります。

カスタムカメラモジュールは、特定の要件に基づいて開発できるため、新たなアプリケーション開発により適しています。カメラの発展トレンドから、次のことが読み取れます。まず、より高画素(1300万、1600万画素)、高品質なイメージセンサー(CMOS)、高速伝送(USB2.0、USB3.0などの高速インターフェース)を備えたカメラが今後の主流になるでしょう。次に、カスタマイズと専門化(専用のビデオ入力デバイスとしてのみ使用)、多機能化(フラッシュドライブなどの付加機能を備え、デジタルカメラへと発展していく傾向にあり、将来的にはスキャナー機能を備える可能性も考えられます)などが挙げられます。第三に、より使いやすく、より実用的な機能を備えたユーザー体験の向上こそが、顧客の真のニーズであるといえます。