Le module de caméra zoom: c'est quoi? Guide complet des bases

Comme nous le savons tous, dans le domaine de l'imagerie, "zoomer" signifie agrandir la taille du sujet sans changer sa position, tandis que "dézoomer" réduit la taille du sujet. En même temps, le FOV change également en fonction de la taille du sujet.

Cet effet est réalisé grâce à la fonction zoom du module caméra. Dans cet article, nous examinerons plus en détail les bases des modules caméra zoom.

Qu'est-ce qu'un module caméra zoom ?

Un module caméra zoom est un composant optique complexe qui peut être intégré dans une variété d'appareils pour réaliser la fonction de zoom, permettant à l'utilisateur de zoomer ou de dézoomer lors de la prise d'une image ou d'une vidéo. Ce module spécialisé comprend plusieurs composants complexes, y compris des lentilles, des capteurs, des moteurs et des électroniques de contrôle, et est conçu pour offrir une gamme de longueurs focales pour zoomer et la flexibilité de capturer des scènes à différentes distances. Plus tôt, nous avons appris ladifférence entre les caméras zoom et intégrées.

Pourquoi les modules d'appareil photo ont-ils besoin d'une fonction de zoom ?

Avec les progrès rapides réalisés ces dernières années dans la technologie de zoom des modules d'appareil photo, l'imagerie est devenue de plus en plus flexible, permettant son intégration dans une variété d'applications et éliminant la nécessité de se rapprocher ou s'éloigner manuellement du sujet pour zoomer.

En même temps, de plus en plus d'applications exigent des modules d'appareil photo équipés de fonctions de zoom avant et arrière pour obtenir des images claires. Par conséquent, le zoom est devenu une partie essentielle des dispositifs embarqués (téléphones intelligents, appareils photo numériques, webcams, systèmes de surveillance et autres dispositifs d'imagerie) qui prennent en charge cette fonctionnalité.

Comment fonctionnent les modules d'appareil photo à zoom

La fonction principale d'un module d'appareil photo à zoom réside dans sa capacité à ajuster la longueur focale, permettant ainsi à l'utilisateur de maintenir netteté et détail lors de la capture d'images à différentes distances. Cela est réalisé grâce à la collaboration de différents composants optiques, si vous êtes intéressé, consultez l'article précédent:

1. l'objectif :

L'objectif zoom est le cœur du module d'appareil photo à zoom et se compose d'un certain nombre d'objectifs précisément alignés. Ces objectifs peuvent être déplacés les uns par rapport aux autres et leur position ajustée pour modifier la longueur focale afin de réaliser un zoom optique. Le système d'objectifs inclut également des éléments optiques tels que des lentilles asphériques, des systèmes de prismes ou des revêtements spéciaux qui travaillent ensemble pour améliorer la qualité de l'image, corriger les aberrations et optimiser la transmission de la lumière.

2. Capteur d'image :

Un capteur d'image haute résolution, tel qu'un capteur CMOS ou CCD, est responsable de la capture de la lumière transmise par le système d'objectifs et de sa conversion en signal numérique pour former l'image ou la vidéo finale. Les performances du capteur d'image affectent directement la clarté et la plage dynamique de l'imagerie.

3. Moteurs et actionneurs :

Des moteurs et actionneurs précis sont utilisés pour déplacer physiquement l'objectif à l'intérieur du module. Ces moteurs répondent aux commandes de zoom de l'utilisateur et modifient la longueur focale en ajustant les éléments de l'objectif pour une fonction de zoom fluide et précise.

4. Électronique de contrôle :

L'électronique de contrôle intégrée gère le mouvement de l'objectif en fonction des entrées utilisateur. Ces électroniques reçoivent des commandes du logiciel ou de l'interface utilisateur du dispositif pour contrôler les niveaux de zoom, le focus et autres paramètres.

5. Algorithmes de traitement d'image :

Des algorithmes complexes de traitement d'image traitent les images capturées ou les flux vidéo pour optimiser la qualité, réduire le bruit et améliorer la sortie globale, surtout lors du zoom.

Quels sont les différents types de zoom ?

1. zoom optique :

Le zoom optique est la capacité de zoomer dans une image en déplaçant physiquement les éléments de verre à l'intérieur de l'objectif pour augmenter ou diminuer la longueur focale de l'objectif. Ce type de zoom est capable d'agrandir une image tout en maintenant la meilleure qualité d'image, car il zoome sur la scène réellement capturée plutôt que de traiter numériquement l'image. Le zoom optique est souvent préféré pour les applications nécessitant un grossissement élevé, en particulier celles utilisant des capteurs d'image de faible résolution, car il garantit que la qualité de l'image n'est pas dégradée par le grossissement.

2. zoom numérique :

Le zoom numérique est mis en œuvre à travers un logiciel ou un processeur de signal image (ISP) plutôt que par l'optique de l'objectif. Il est réalisé en recadrant une zone spécifique de l'image originale capturée par l'appareil photo et en l'agrandissant à la résolution souhaitée. Dans ce processus, la qualité de l'image est souvent dégradée par l'interpolation des pixels lorsque l'image est agrandie au-delà de sa résolution originale. En résumé, le zoom numérique peut être décrit comme : Résolution de Recadrage = Résolution Source / Facteur de Zoom - puis agrandi à la résolution finale.

Plus tôt, nous avons examiné le zoom optique et le zoom numérique. À lire égalementl'article précédent.

3. Zoom hybride :

Certains modules d'appareil photo modernes combinent la technologie de zoom optique et de zoom numérique, appelée zoom hybride. Cette approche utilise le zoom optique pour un grossissement de haute qualité et l'améliore davantage avec le zoom numérique tout en maintenant une meilleure intégrité de l'image. La technologie de zoom hybride est capable de fournir un grossissement plus important que le zoom optique ou numérique seul, sans sacrifier beaucoup de qualité d'image.

Avantages et domaines d'application du zoom

1. Photographie et vidéographie améliorées :

Les modules de caméra à zoom permettent aux utilisateurs de capturer une large gamme de scènes, des paysages en grand angle aux gros plans détaillés, sans avoir à se rapprocher physiquement ou s'éloigner du sujet. Cette flexibilité est particulièrement utile en photographie et en vidéographie, où elle permet aux créateurs de capturer des images sous des angles créatifs et variés, ce qui enrichit l'expression artistique et le récit.

2. Confort et polyvalence :

Les appareils équipés de modules de caméra à zoom offrent un grand confort et une grande polyvalence, éliminant la nécessité de transporter des objectifs ou du matériel supplémentaire pour différentes longueurs focales. Cette fonctionnalité rend les appareils comme les smartphones plus attractifs pour les consommateurs, et elle favorise également le développement de la technologie de photographie portable.

3. Surveillance et sécurité :

Les systèmes de surveillance et les caméras de sécurité bénéficient grandement des modules de caméra à zoom. Ces modules permettent aux opérateurs de zoomer sur des zones spécifiques et de capturer des détails à distance, ce qui augmente ainsi l'efficacité des opérations de surveillance.

4. Vidéoconférence et communications :

Les webcams utilisées dans les ordinateurs portables ou autres appareils de communication utilisent des modules de caméra à zoom pour faciliter une vidéoconférence ou une communication plus claire. Les utilisateurs peuvent ajuster l'écran pour se concentrer sur des individus ou des objets pendant un appel, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité de la communication à distance.

Facteurs et défis à prendre en compte lors de l'utilisation de la fonction de zoom

1. Qualité de l'image :

Maintenir une haute qualité d'image à différents niveaux de zoom est un défi majeur. En particulier à des niveaux de zoom élevés, des problèmes tels que la distortion, l'aberration ou la réduction de la transmission de lumière peuvent être rencontrés. Pour résoudre ces problèmes, les ingénieurs optimisent constamment les conceptions des objectifs et les algorithmes de traitement d'image afin d'améliorer la clarté et la précision des couleurs à l'zoom.

2. Taille et complexité :

Intégrer un module photo à zoom dans un petit appareil comme un smartphone nécessite une prise en compte attentive des contraintes d'espace. Cela implique de concevoir des structures mécaniques complexes dans un espace limité et de garantir un contrôle précis des moteurs et actionneurs.

3. Coût et complexité de fabrication :

Les modules photo à zoom, surtout ceux avec une performance optique élevée, peuvent augmenter le coût de fabrication du dispositif. La fabrication de lentilles à haute précision, les processus d'assemblage complexes et d'étalonnage ajoutent tous aux coûts de production, ce qui peut influencer le prix du produit final.

Sinoseen a conçu un module caméra avec fonction de zoom

Sinoseen a conçu et développé une série demodules caméra couleur personnaliséséquipés d'un zoom numérique, y compris les interfaces usb, mipi et autres. Ainsi, la fonction de zoom peut être réalisée sans la nécessité d'une lentille optique.

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