第1回 ラズパイカメラを分解、解析!(前編)

第1回 ラズパイカメラを分解、解析!(前編)


昨今、世間では IoT(あい・おー・ちー)と盛り上がっておりますが…..(中略)

ちゃんと、キャリア活かしてもっと怪しいことやってやろうぜ!
色々思うことがあり、うっかり手が滑って発注してしまいました。

RaspberryPiカメラモジュールV2

これがラズパイカメラか….

ふむふむ

※取れませんw(ぉい

来るところまで来てしまったのであとは勢い

固定して

ピンセットで、レンズを回すと取れます。

ヒートガンで炙ると、あら不思議(じゃねぇよw
レンズのハウジングが取れます

なぬ、直接ワイヤーボンディング
これ以上分解できねぇ(やりませんw

ここに見えるは、IMX219

分解したレンズ側を見てみる

虹色に見えるコーティングは、赤外光をカットするIRカットフィルタ
これがないと、色々イケないものが見えてしまいます。
副作用として、カラーバランスが取れなくなります。

 IRカットフィルタ

コーティング以外のガラスっぽい部分は、
水晶の結晶軸を変えて切り出したものを3枚張り合わせた光学ローパス
フィルタです。

 光学ローパスフィルタ

これがないと解像度は上がりますが、細かい模様(セーターの網目、新聞の文字)が正しく映らずモアレが出ます。

 モアレ

この辺の追求はいいとして、基板のほうを見ていきましょう。

わかりませんねぇ….w
特に、コネクタの型番とか型番とか型番とか……

そういう時は、スキャナで物差しと一緒にスキャンします。

パワポに張り付けて、主要寸法に線を引き長さに合わせて矩形を張り付けます。
物差しも10目盛り分同様に寸法を出して、物差しの既知の長さとの比から実際の寸法を割り出します。

で、それから妄想したのがこれw

HIROSE
DF37NC-30DS-0.4V(51)

詳しくは、こことかで買って篏合するか確認すればいい

回路の中身のほうは、ラズパイ本体回路図
https://www.rs-online.com/designspark/raspberry-pi-schematics-revision-2-1

これから分かるに、
・MIPI CSI  2lane
差動クロック1ペア(CAM1_C N/P)、データライン2ペア(CAM1_Dn N/P n=0,1)
・I2C
SDA, SCL : センサ駆動パラメータ設定

・3.3V電源
CMOS Image Sensor でデジタル化されたとはいえ、電源ノイズにはかなりシビアなので
電源品質大事。無論、センサの供給電圧も(モジュール上にレギュレータあり)

・センサ用 GPIO 2ch
ソニーのセンサモジュールでは使わない。
※Ver. 1.3 のOmniVision OV5647で使っているかは謎

あまり知られてないこととして、ラズパイCompute module では、フルスペックの
4Laneで繋がります。(compute module I/O board cam1の回路図)

ラズパイやカメラの実力はこんなものではなく、真の実力を開放したものがこの図になります。

※Interface 誌2016 /9 p.116 より抜粋

この基板を見て、大人の事情は分からなくもないのですが
似たような基板を作ってみる予定です(ぉい

一応、多分中の人がやっているこのプロジェクトで、成果は公表されていますので作れるでしょうw
Compute Module3の4レーン動作で高速撮影に成功! by yonamikaze

I2C  バスのほうですが、突っ込んだ話をするとこれは普通のI2Cではなく、
>CSI-2のインタフェースはVideoCoreと呼ばれているRaspberry PiのGPUに接続されています。
>CCIとして用いるI2Cインタフェースも同様にVideoCoreのものを用います。

ということなので、ブート時にピンの設定が必要になります。
詳しくはここが一番くわしい。(ネットの情報は公式も含め、Ver. 1.3 前提のことが多い)
※ハードの設定とブートの設定まで。

ついでに基板解析して分かったのがこれ

EEPROMついとるやんけーw
めんどくさい。
これは、ロジアナで信号キャプチャーしてざっくりの動作(I2CのIDとか)を見た後で普通に別のマイコンで読みでせばええと思うw
基板作り直すにしても、それと同じ内容を別のEEPROMに書いて乗せれば無問題w(たしか、I2CのIDは各社共通だったはず)

さて、次に謎の部品であるQ1 一体なんなのか?
解析してみた。

どうもこのQ1はレベルシフタ回路らしい。
I2Cバス 仕 様 書バージョン 2.1 P.41
http://netlog.jpn.org/r271-635/upload/i2c_bus_spec.pdf

大体こんな感じで、カメラ部分を作れる見込みができてきたので….. 後編に続くw

 

 

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