¿Qué es un Módulo de Cámara?
Un módulo de cámara es un dispositivo industrial similar a una cámara réflex de objetivo único de consumo. Puede dividirse en objetivos y cámaras, conectados mediante una pieza llamada montura. Los objetivos pueden intercambiarse siempre que utilicen la misma montura estándar. Los dos tipos principales de elementos de cámara son CMOS y CCD. También existen dos métodos de recorte de imagen: obturador global y obturador rodante.
Usos de los Módulos de Cámara
Los módulos de cámara más pequeños se utilizan ampliamente como cámaras en smartphones y PC, así como en aplicaciones como cajeros automáticos y reconocimiento facial en máquinas expendedoras y expendedores de billetes. Por otro lado, los módulos de cámara relativamente grandes se emplean en cámaras de seguridad, cámaras en vehículos y equipos industriales para tareas de inspección y medición.
Principio de los Módulos de Cámara
En el caso de los módulos de cámara, la luz que entra a través del objetivo se enfoca en un elemento fotográfico, el cual la convierte en una señal eléctrica para adquirir una imagen.
Existen dos tipos principales de elementos fotográficos: CMOS y CCD. Los sensores CMOS son conocidos por su bajo consumo de energía, mientras que los CCD cuentan con un obturador global, el cual se describirá más adelante. Ambos tipos de sensores convierten la luz que incide sobre los fotodiodos en señales eléctricas. Estas señales luego se transforman en señales digitales estables con ruido reducido mediante el uso de técnicas como CDS (Correlated Double Sampling), AGC (Automatic Gain Control) y ADS (Analog-to-Digital Conversion) ubicados detrás de los fotodiodos. Un motor de procesamiento de imágenes se encarga de emitir estas señales digitales como datos de imagen.
Es importante destacar la diferencia entre un obturador global y un obturador enrollable. Con un obturador global, la luz que ingresa a los innumerables fotodiodos se convierte en una señal eléctrica al mismo tiempo. En cambio, los obturadores enrollables convierten la luz en señales eléctricas en una secuencia en espiral. En principio, un obturador enrollable captura una imagen de un sujeto que se mueve rápidamente de un lado a otro, lo que puede resultar en una inclinación y distorsión del sujeto en la imagen.
Los módulos de cámara pueden capturar imágenes en color o en monocromo. En un sensor en color, los fotodiodos capaces de detectar un solo color de los tres colores primarios (azul, rojo y verde) se disponen en una matriz anidada conocida como sensor Bayer. Cada fotodiodo solo puede obtener información cromática de un color específico, pero al obtener información de los fotodiodos circundantes responsables de los otros dos colores, se logra obtener información de los tres colores de manera simulada para cada fotodiodo.
Mercado de Módulos de Cámara
El mercado mundial de módulos de cámara registra buenos resultados a partir de 2020 y se espera que siga creciendo a un ritmo elevado.
Las cámaras de los teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles han empezado a evolucionar hacia las multicámaras desde 2015 aproximadamente, pasando de las cámaras simples a las duales, triples y cuádruples.
Además de las funciones de mayor calidad de imagen, AF, zoom y gran angular, se espera que la incorporación de módulos de cámara con sensores como ToF y LiDAR siga expandiéndose, incluyendo un mejor rendimiento de AF en zonas oscuras, una mayor precisión de reconocimiento facial y el uso en funciones de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR).
En el mercado de la automoción, está aumentando el número de cámaras por vehículo para su uso en sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).
En los sectores de la electrónica de consumo y la industria, también se espera que aumente la demanda para su instalación en productos inteligentes, robots asistentes y drones, debido a la necesidad de ahorro de mano de obra, seguridad y lejanía.
La evolución de las lentes que componen los módulos de cámara, el uso de nuevos materiales y el desarrollo de tecnologías como los MEMS (sistemas microelectromecánicos) están aumentando el valor de los módulos de cámara.
Módulos de Cámara para Aplicaciones de Automoción
La demanda de módulos de cámara para automóviles está pasando rápidamente de centrarse en aplicaciones de vigilancia de ángulos muertos periféricos, en sustitución de los retrovisores convencionales, a aplicaciones de detección debido a la creciente demanda de sistemas avanzados de apoyo a la seguridad (ADAS) y conducción automatizada.
Junto con la óptica avanzada, el procesamiento de imágenes y las tecnologías de comunicación, están desempeñando un papel fundamental en la consecución de una sociedad del automóvil “segura y protegida”.
Hay una gran variedad de módulos de cámara para vehículos, entre ellos
- Módulos de Cámara de Vigilancia Frontal
Supervisa la situación en la dirección en la que circula el vehículo y contribuye a una conducción segura. - Módulos de Cámara para Grabadores de Conducción
Se utilizan para grabar vídeo constante de la situación delante y dentro del vehículo mientras éste está en marcha o parado. - Módulos de Cámara de Vigilancia del Conductor
Se utilizan para supervisar al conductor durante la conducción y para los sistemas de predicción de peligros, como apartar la mirada o dormirse al volante. - Módulo de Cámara de Visión Periférica
Se utiliza para garantizar la seguridad eliminando los ángulos muertos de 360° alrededor del vehículo.