Qu’est-ce qu’un module de caméra ?
Un module de caméra est un dispositif industriel dont la structure est similaire à celle d’un appareil photo reflex mono-objectif grand public. Les modules de caméra peuvent être divisés en deux catégories : les objectifs et les caméras. Une pièce appelée monture relie l’objectif à la caméra, et les objectifs peuvent être interchangés à condition que la monture soit issue de la même norme. Il existe deux types d’éléments de caméra : CMOS et CCD. Il existe également deux types de méthodes de recadrage de l’image : l’obturateur global et l’obturateur roulant.
Utilisations des modules de caméra
Les modules de caméra de petite taille sont utilisés comme caméras dans les smartphones, les PC et les tablettes, ou dans les distributeurs automatiques de billets pour la reconnaissance faciale. Les modules de taille relativement importante sont utilisés comme caméras de sécurité, caméras embarquées et dans les équipements industriels à des fins d’inspection et de mesure.
Principe des modules de caméra
Dans les modules de caméra, la lumière qui entre par l’objectif est formée sur l’élément photographique et convertie en un signal électrique pour acquérir une image.
Il existe deux principaux types d’éléments photographiques, les CMOS et les CCD : les CMOS peuvent fonctionner avec une faible consommation d’énergie, tandis que les CCD disposent d’un obturateur global, qui sera décrit plus loin. Les deux capteurs convertissent la lumière entrant dans la photodiode en signaux électriques, qui sont ensuite convertis en signaux numériques stables avec suppression du bruit par CDS, AGC et ADS installés derrière la photodiode. Les signaux numériques sont restitués sous forme de données d’image par le moteur de traitement d’image.
La différence entre un obturateur global et un obturateur roulant est expliquée. Avec un obturateur global, la lumière entrant dans d’innombrables photodiodes est convertie en un signal électrique au même moment. Les volets roulants convertissent la lumière en signaux électriques dans une séquence en spirale. En principe, un obturateur roulant prend une photo d’un sujet qui se déplace rapidement, ce qui fait que le sujet est incliné et déformé. Les images acquises par le module caméra peuvent être en couleur ou monochromes. Dans un capteur de couleur, des photodiodes capables de distinguer une seule couleur parmi les trois couleurs que sont le bleu, le rouge et le vert sont disposées en un réseau imbriqué appelé capteur de Bayer. Une seule photodiode ne peut obtenir des informations que pour une seule couleur, mais en obtenant des informations des photodiodes environnantes responsables des autres couleurs, des informations pour les trois couleurs sont obtenues à partir d’une seule photodiode d’une manière pseudo-simulée.
Le marché des modules de caméra
Le marché mondial des modules de caméra affiche de bons résultats depuis 2020 et devrait continuer à croître à un rythme élevé.
Les caméras des smartphones et autres appareils mobiles ont commencé à évoluer vers des caméras multiples depuis 2015 environ, passant d’une caméra simple à des caméras doubles, triples et quadruples.
Outre l’amélioration de la qualité de l’image, de la mise au point automatique, du zoom et des fonctions grand angle, l’intégration de modules de caméra à capteur tels que ToF et LiDAR devrait continuer à se développer, notamment pour améliorer les performances de mise au point automatique dans les zones sombres, la précision de la reconnaissance des visages et l’utilisation dans les fonctions de réalité virtuelle (VR) et de réalité augmentée (AR).
Sur le marché de l’automobile, le nombre de caméras par véhicule augmente pour les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS).
Dans les secteurs de l’électronique grand public et de l’industrie, la demande devrait également augmenter pour l’installation dans les produits intelligents, les robots assistants et les drones en raison du besoin d’économie de main-d’œuvre, de sécurité et d’éloignement.
L’évolution des lentilles qui composent les modules de caméra, l’utilisation de nouveaux matériaux et le développement de technologies telles que les MEMS (systèmes micro-électro-mécaniques) augmentent la valeur des modules de caméra.
Modules de caméra pour les applications automobiles
La demande de modules de caméra pour l’automobile évolue rapidement, passant d’applications de surveillance des angles morts périphériques, remplaçant les rétroviseurs classiques, par des applications de détection en raison de la demande croissante de systèmes avancés d’aide à la sécurité (ADAS) et des systèmes de conduite automatisée.
Associés aux technologies avancées d’optique, de traitement d’image et de communication, ils jouent un rôle majeur dans la réalisation d’une société automobile « sûre et sécurisée ».
Il existe une grande variété de modules de caméra embarqués, notamment :
- Les modules de caméra de surveillance avant
Ils surveillent la situation dans le sens de la marche du véhicule et contribuent à une conduite sûre. - Les modules de caméra pour les enregistreurs de conduite
Utilisés pour enregistrer en permanence des images vidéo de la situation à l’avant et à l’intérieur du véhicule lorsque celui-ci est en mouvement ou à l’arrêt. - Les modules de caméras de surveillance du conducteur
Utilisés pour surveiller le conducteur pendant la conduite et pour les systèmes de prédiction des risques, tels que le fait de détourner le regard ou de s’endormir au volant. - Les module de caméra panoramique
Utilisé pour assurer la sécurité en éliminant les angles morts à 360° autour du véhicule.