Giới thiệu
Thiết bị thực tế tăng cường (AR) – kính thông minh, màn hình gắn trên đầu – phủ hình ảnh kỹ thuật số lên thế giới thực. Để làm điều này một cách thuyết phục, họ phải hiểu môi trường, theo dõi chuyển động của đầu và nắm bắt cử chỉ. Tất cả các chức năng này phụ thuộc vào chuyên mônmô-đun máy ảnhđơn vị. Không giống như webcam thông thường, máy ảnh AR cần độ trễ cực thấp, tốc độ khung hình cao, màn trập toàn cầu và kích thước nhỏ gọn. Bài viết này tìm hiểu các loạimô-đun máy ảnhđã sử dụngdành cho thiết bị AR, ưu điểm của mộtMô-đun máy ảnh OEMtrong các thiết kế tùy chỉnh và cáchMô-đun máy ảnh USBhoặc thậm chí là mộtmô-đun máy ảnh nội soi công nghiệpcó thể thông báo sự phát triển AR.
Tại sao thiết bị AR cần máy ảnh chuyên dụng
Một tai nghe AR thông thường chứa nhiều camera:
- Máy ảnh hướng ra thế giới– ghi lại cảnh thực cho SLAM (bản địa hóa và ánh xạ đồng thời) và chuyển tiếp.
- Camera theo dõi mắt– theo dõi vị trí đồng tử để hiển thị hoàn thiện và điều khiển con trỏ.
- Cảm biến độ sâu– đo khoảng cách để tắc và tương tác đối tượng.
Những yêu cầu chính đối với những điều nàymô-đun máy ảnhđơn vị:
- Màn trập toàn cầu– không bị nhòe chuyển động khi người dùng di chuyển đầu nhanh.
- Tốc độ khung hình cao– 60 khung hình/giây hoặc 120 khung hình/giây để theo dõi độ trễ thấp.
- Công suất thấp– các thiết bị chạy bằng pin cần có cảm biến hiệu quả.
- Kích thước nhỏ– Phù hợp với kính mỏng hoặc tai nghe nhỏ gọn.
- Hiệu suất ánh sáng yếu tốt– làm việc trong nhà và vào ban đêm.
1. Camera quay mặt ra ngoài (SLAM và Passthrough)
Chúng thường đơn sắc hoặc có màumô-đun máy ảnhcảm biến với màn trập toàn cầu. Độ phân giải dao động từ VGA đến 2 MP. Các cảm biến phổ biến bao gồm OmniVision OV7251 (VGA, màn trập toàn cầu) và Sony IMX214 (màn trập lăn, được sử dụng với tính năng bù chuyển động). Đối với tai nghe cao cấp,Mô-đun máy ảnh OEMcác nhà sản xuất tùy chỉnh ống kính để đạt được trường nhìn rộng (100 độ –150 độ) mà không bị biến dạng.
A Mô-đun máy ảnh USBđôi khi được sử dụng trong bộ công cụ phát triển hoặc thiết bị AR có dây buộc (kính cắm vào PC). Đối với tai nghe độc lập, giao diện thường là MIPI CSI‑2 để có độ trễ thấp.
2. Camera theo dõi mắt
Theo dõi mắt cần rất nhanh, nhạymô-đun máy ảnhđơn vị – thường chạy ở tốc độ 120 khung hình/giây trở lên. Những camera này rất nhỏ (thường nhỏ hơn hoặc bằng 1 MP) và được đặt gần mắt người dùng. Chúng phải ẩn hoặc nằm phía sau bộ lọc IR‑pass. Hầu hết các mô-đun theo dõi mắt đều sử dụng cảm biến CMOS màn trập toàn cầu với độ nhạy cận hồng ngoại.
MỘTmô-đun máy ảnh nội soi công nghiệpkhông được sử dụng trực tiếp để theo dõi mắt (nó quá lớn), nhưng các phương pháp thu nhỏ – thấu kính nhỏ, PCB linh hoạt – có liên quan trực tiếp.
3. Camera cảm biến chiều sâu
Thiết bị AR sử dụng một số công nghệ chuyên sâu:
Tầm nhìn âm thanh nổi- haimô-đun máy ảnhcác đơn vị cạnh nhau, tính toán chênh lệch.
Ánh sáng có cấu trúc– một máy chiếu hồng ngoại và mộtmô-đun máy ảnh(với bộ lọc IR‑pass) đọc mẫu.
Thời gian bay (ToF)– một mô-đun cảm biến ToF chuyên dụng.
Đối với âm thanh nổi, mộtmô-đun máy ảnh OEM tùy chỉnhkết hợp với hiệu chuẩn nhà máy là điều cần thiết. Hai máy ảnh phải có ống kính giống hệt nhau và được cố định trong vỏ cứng.
4. Camera theo dõi cử chỉ và bàn tay
Một số thiết bị AR sử dụng hướng xuống dưới hoặc hướng ra ngoàimô-đun máy ảnhcác đơn vị để theo dõi bàn tay. Những thứ này cần có trường nhìn rộng và màn trập toàn cầu để ghi lại các cử chỉ nhanh. Độ phân giải thường là 720p hoặc 1080p.
Tại sao mô-đun máy ảnh OEM lại quan trọng đối với AR
Có sẵnmô-đun máy ảnhsản phẩm hiếm khi đáp ứng được mọi yêu cầu AR. MỘTMô-đun máy ảnh OEMcách tiếp cận cho phép:
Ống kính tùy chỉnh – cấu hình FOV, khẩu độ và độ méo cụ thể.
Hình dạng PCB tùy chỉnh – để phù hợp với không gian hạn chế.
Giao diện phù hợp – MIPI (độ trễ thấp), không phải USB.
Hiệu chuẩn tại nhà máy – cho các cặp âm thanh nổi hoặc căn chỉnh ToF.
Điều chỉnh năng lượng thấp – để kéo dài tuổi thọ pin.
Nhiều công ty khởi nghiệp AR bắt đầu bằngMô-đun máy ảnh USBnguyên mẫu (sử dụng UVC) để kiểm tra các thuật toán. Khi thiết kế đã hoàn thiện, họ hợp tác với mộtMô-đun máy ảnh OEMnhà cung cấp để tạo ra một mô-đun sẵn sàng cho sản xuất.
Mô-đun máy ảnh nội soi công nghiệp liên quan như thế nào đến AR
MỘTmô-đun máy ảnh nội soi công nghiệpđược thiết kế để kiểm tra đường ống – nó dài, mỏng và không thấm nước. Mặc dù không được sử dụng trực tiếp trong kính AR nhưng các kỹ thuật thu nhỏ (ống kính có đường kính nhỏ, PCB linh hoạt, cảm biến năng lượng thấp) được các nhà thiết kế máy ảnh AR mượn. Ví dụ: máy ảnh nội soi 2 mm sử dụng cùng cảm biến màn trập toàn cầu nhỏ mà cuối cùng có thể lắp vào kính thông minh.
Thông số kỹ thuật camera chính cho AR
| Loại máy ảnh | Nghị quyết | Tốc độ khung hình | màn trập | Giao diện |
|---|---|---|---|---|
| Đối mặt với thế giới (SLAM) | VGA – 2MP | 60–120 khung hình/giây | Toàn cầu | MIPI |
| Theo dõi mắt | 0,3–1 MP | 120 khung hình/giây | Toàn cầu | MIPI |
| Độ sâu (âm thanh nổi) | 1–2 MP mỗi cái | 30–60 khung hình/giây | Toàn cầu | MIPI |
| Theo dõi tay | 720p – 1080p | 30–60 khung hình/giây | Toàn cầu | MIPI |
Mô-đun máy ảnh USB trong nguyên mẫu AR
A Mô-đun máy ảnh USB(UVC) là một công cụ tạo mẫu tuyệt vời. Bạn có thể kết nối một hoặc hai camera USB với PC và kiểm tra SLAM, theo dõi tay hoặc ước tính độ sâu bằng OpenCV. Sau khi phần mềm hoạt động, bạn chuyển sangMô-đun máy ảnh OEMvới MIPI cho phần cứng cuối cùng. Cách tiếp cận hai bước này giúp tiết kiệm thời gian và giảm rủi ro.
Mô-đun máy ảnh của Chân thành dành cho thiết bị AR
Tại Chân thành, chúng tôi cung cấpmô-đun máy ảnhgiải pháp cho các ứng dụng AR mới nổi:
Mô-đun máy ảnh OEM– thiết kế tùy chỉnh cho hướng nhìn ra thế giới, theo dõi bằng mắt và độ sâu âm thanh nổi.
Mô-đun máy ảnh USB– để tạo mẫu và thiết bị AR có dây buộc.
Mô-đun camera nội soi công nghiệp– chuyên môn thu nhỏ của chúng tôi áp dụng trực tiếp cho các máy ảnh AR cực nhỏ.
Bản tóm tắt
Mô-đun máy ảnhđã sử dụngdành cho thiết bị ARbao gồm các thiết bị theo dõi hướng nhìn ra thế giới (SLAM), theo dõi bằng mắt, cảm biến độ sâu và theo dõi bằng tay. Họ cần màn trập toàn cầu, tốc độ khung hình cao, công suất thấp và dấu chân nhỏ. MỘTMô-đun máy ảnh USBrất tốt cho việc tạo nguyên mẫu, nhưng tai nghe AR sản xuất lại dựa vàoMô-đun máy ảnh OEMthiết kế với ống kính tùy chỉnh và giao diện MIPI. Kỹ thuật thu nhỏ từmô-đun máy ảnh nội soi công nghiệpsản phẩm cũng mang lại lợi ích cho kỹ thuật máy ảnh AR. Cho dù bạn đang xây dựng bộ công cụ dành cho nhà phát triển hay tai nghe được sản xuất hàng loạt thì việc chọn mô-đun máy ảnh phù hợp là chìa khóa mang lại trải nghiệm thực tế tăng cường thuyết phục.
