CCM(摄像头模组)产品技术培训

CCM-JK产品技术培训CCM JK产品技术培训
2016.6
总目
1、CCM产品介绍1CCM产品介绍
2、产品技术
3、设计与测试技术
4、生产技术
4生产技术
5、产品应用
1、CCM产品介绍1.1 产品概述
1.2 产品分类
1.3 产品规格
13产品规格
1.4 典型产品分解
11产品概述
1.1 产品概述
CCM CMOS Camera Module
CCM——CMOS Camera Module
CMOS 摄像头模组
1
2
产品分类1.2 产品分类1.2.1 按像素分类
5656*4240
5336*3000
VGA（720*576）
1M（1280*720）4208*3120
3264*24481M（1280720）2M（1920*1080）5M（2560*1920）8M（3264*2448）2560*19201920*1080
1280*7208M（32642448）13M（4208*3120）16M（5336*3000）720*576
24M（5656*4240）……
12产品分类1.2 产品分类 1.2.2 按对焦特性分类
FF—Fixed Focus AF—Auto Focus
—Open Loop AF —Closed-Loop AF —Closed-Loop AF —Bi-direction AF
PDAF Phase Detection Auto Focus PDAF—Phase Detection Auto Focus OIS O i l I S bili i
OIS—Optical Image Stabilization
1.2 产品分类
12产品分类
1.2.3 按摄像头个数分类
单眼摄像头
双眼摄像头
多眼摄像头
阵列摄像头
12产品分类1.2 产品分类1.2.3 按应用分类
手机摄像头
安防摄像头
车载摄像头
医疗摄像头
物联网摄像头
12产品分类
1.2 产品分类
1.2.4 其它摄像头
虹膜摄像头
指纹摄像头
13产品规格
1.3 产品规格
General Introduction
Optical format1/3.2”13M PDAF
(4208X3120)
Lens5P
Module Height 5.0mm
Focusing Range10cm~Infinity
FOV76.3°
F.No 2.0
Resolution(TV Line)Centre:2000 /Corner:1500
TV-Distortion 1.5%
Shading85%(After ISP process)
Gray Scale>12Level
Module Size8.5x8.5x16.5mm
d l i
14典型产品分解AF Camera 1.4 典型产品分解——AF Camera
Lens 镜头
VCM 音圈马达
IRCF 红外滤光片
PCB（DB Sensor）
Connector 连接器
连接
14典型产品分解Dual FF Camera
1.4 典型产品分解——Dual FF Camera
Top cover 上盖
Lens 镜头
Holder 镜座
IRCF 红外滤光片
IRCF
PCB （DB Sensor）
2产品技术
2. 产品技术
2.1 Sensor升级
像素升级，RGBW/RBW，SWDR，ISOCELL，SWDR 2.2 PDAF
2.3 OIS
2.4 EIS
2.5 Close-Loop
26红外
2.6 红外
2.7 双眼
2.8 Array
28Array
2.9 光场相机
2.10 材料技术（Lens、VCM）
210材料技术（L VCM）
21Sensor升级像素升级2.1 Sensor升级—像素升级
21Sensor升级像素升级2.1 Sensor升级—像素升级
21Sensor升级RGBW/RWB 2.1 Sensor升级—RGBW/RWB
RGB
21Sensor升级RGBW/RWB 2.1 Sensor升级—RGBW/RWB
21Sensor升级SWDR 2.1 Sensor升级—SWDR
21Sensor升级ISOCELL 2.1 Sensor升级—ISOCELL
2.2 PDAF—相位检测对焦
22PDAF相位检测对焦
1.sensor里把线性传感器集成在pixel array里，传感器具有相位检测和
成像的功能。

2.在对焦用的像素上设计Mask遮光，这样可以让不同的像素对接受来
自镜头不同方向的光。

2.2 PDAF—相位检测对焦
22PDAF相位检测对焦
相位检测对焦，是通过相位检测信号寻找没有像差的点来进行对焦物体的某一相位检测对焦，是通过相位检测信号寻找没有像差的点来进行对焦。

物体的某个点会从各个方向发出光线通过镜片成像到sensor上面去，当不同方向的光线成像落到sensor的同一个位置的时候，没有像差。

相位检测对焦，实质上是测距传感器，一次就能测出物体的具体位置，可以算出物体的加速度，运动方向等，牢感器，次就能测出物体的具体位置，可以算出物体的加速度，运动方向等，牢牢的跟着焦点运动，对焦速度快。

2.2 PDAF—相位检测对焦
22PDAF相位检测对焦
优点：
1对焦速度快
1.对焦速度快：
普通AF PDAF
Bright light(30fps)333833ms100167ms
‐‐
Low light（15fps）666‐1666ms200‐334ms
2.拍摄动态物体效果好
普通摄像头模组PDAF摄像头模组
23EIS电子防抖2.3 EIS—电子防抖
23EIS电子防抖2.3 EIS—电子防抖
23EIS电子防抖
2.3 EIS—电子防抖
运动摄像有优势, 但Sensor需内置EIS模块（成本增加）
Image Stabilizer
Best Solution Still image →OIS
Movie image →EIS
2.4OIS—光学防抖2.4 OIS光学防抖
2.4
OIS—光学防抖
Video防抖体验
One X VS 920
2.4 OIS 光学防抖
HTC One X and Nokia Lumia 920 Face Off with Image Stabilization Test - YouTube.flv
alaxy S III and Nokia Lumia 920Face Off with Image Stabilization Test -YouTube fl
S III VS 920
alaxy S III and Nokia Lumia 920 Face Off with Image Stabilization Test YouTube.fl iPhone 5 and Nokia Lumia 920 Face Off with Image Stabilization Test - YouTube3.flv
IP5 VS 920
Shot的体验
2.4OIS—光学防抖2.4 OIS 光学防抖
平移式
移轴式
项目
平移式
移轴式
防抖效果好相较于平移式差
结构尺寸大
较小成本部件成本高较低功耗较小
较大
集成度高量产工艺简单工艺制作繁琐良率低量产难度
集成度高，量产工艺简单
工艺制作繁琐，良率低
OIS摄像模组有两个技术路线：分别为基于平移式（Pure shift）OIS对焦马达以及基于移轴式(Tilt-shift)对
焦马达。

不论是平移式还是移轴式，其基本原理都是一样的，即控制镜头相对于图像传感器平移而将手抖造成的图像偏移抵消补偿掉。

当前看由于移轴式的马达存在量产稳定性, 同时考虑到防抖效果以及良率问题，选择平移式的马达作为模组研发方向。

2.4OIS—光学防抖
2.4 OIS光学防抖
项目A型B型C型OIS部件4个
磁铁4个4个AF部件4个
线圈OIS部件卷线方式4个基板上芯片控制4个
4个AF部件卷线方式1个卷线方式1个
霍尔元件OIS部件2个2个无OIS部件悬挂钢丝方式悬挂钢丝方式
弹片弹片方式（共用）AF部件板弹片方式板弹片方式
优缺点•OIS和AF磁铁分开使用，
成本高
•磁铁共用，成本低
•霍尔元件探测XY偏移量
•磁铁共用，成本低
•XY面补偿时不能让镜头倾斜•霍尔元件探测XY偏移量
•调节XYZ三个回路偏移量
•调节XYZ三个回路的偏移量
•可以调节较大的倾斜角度
•需要调节4个驱动回路A型
模组图片
B型C型
2
4OIS 光学防抖OIS 优势2.4 OIS—光学防抖
OIS 优势
图像防抖，低照拍照，毋庸置疑。

OIS 劣势
成本太高
ll 特殊生产设备生产难度高效率低良率低ISP +Hall Sensor+特殊生产设备+生产难度高（效率低、良率低） 供应商紧缺：Mitsumi / TDK / LG / SONY/ JAHWA / ALPS
寡头对市场的控制 独特IC的介入（驱动供应商及其调试支持）OIS模组整体方案（附件）
2.5Close-Loop
2.5 Close Loop
传统马达对焦方式
磁铁簧片
对比度/MTF 线圈镜头
传统对焦方
镜头位置
合焦位置
2.5Close-Loop
Closeloop对焦方式
2.5 Close Loop
线圈
镜头
簧片
线圈磁铁
镜头
簧片
Hall Sensor
N
S
N
S NS
N
S
结构镜头移动的方式改变
结构：镜头移动的方式改变
元件：增加Hall sensor
Closeloop avi
Closeloop.avi
2.5
Close-Loop 2.5 Close Loop
通过VCM结构改进和Hall Sensor的引入，缩短CCM聚焦时间，提高聚焦清晰度，提升用户体验。

线圈磁铁
镜头簧片Hall Sensor 实际效果对
N S NS Hall Sensor
2.5Close-Loop Closeloop 优势
快的2.5 Close Loop
更快的AF 运动方式的改变，稳定时间（setting time）的减少
更精准的定位Hall Sensor的引入
更省电VCM结构的变化，传统的VCM由底部向上运动，closeloop则是可以从中间位置上下运动
Closeloop 劣势
成本更高（材料、加工难度）
独特IC的介入（驱动供应商及其调试）
体验提升短期不及OIS 预计市场普及不及OIS
体验提升短期不及OIS,预计市场普及不及OIS
2.6双摄像头方案
2.6 双摄像头方案
OV4668+OV2722
白光+红外？
Far255
Near0
Depth map
Pixel Data
2.6双摄像头方案2.6 双摄像头方案
2.6双摄像头方案2.6 双摄像头方案
2.6双摄像头——应用UFocus 2.6 双摄像头应用UFocus
UFocus
2.6双摄像头应用——背景置换2.6 双摄像头应用背景置换
背景置换
2.6双摄像头——应用方案（贴画）2.6 双摄像头应用方案（贴画）
贴画
2.6双摄像头——应用（2.6 双摄像头应用（Dimension Plus ）
Dimension Plus
2.6双摄像头——设计方案2.6 双摄像头设计方案
CCM
Smart phone
MCK
I2C Master
I2C
Reg.
SCA, SCL
Reset
SCA, SCL
Companion ASIC Chip
5M Camera 5M Host
Processor
P H Y
P H Y
MIPI CSI22Lane
Camera
D D 4Lane 2Lane
Reset
Depth Engine Digital Focus EDoF Engine
Resolution Enhancer
•Array cameras module PF interface
–CSI24Lane(Virtual Image data
+Depth map data
MIPI Channel)•VC0：Main image(EDoF or Digital Focused) –5M / 8M / 13M RAW10
VC1image(Depth map)•
：Sub –VGA RAW8–I2C bus
2.6
双摄像头方案——方案实现
2.6 双摄像头方案方案实现
模家完模
模组厂家——完成模组设计图像处理厂家——
提供相关的引擎算法及App 应用
Pelican Imaging OV CDM ASIC Chip
Depth Engine
Resolution Enhancer Pelican Imaging 、Lytro 、OV-CDM, DXO, DBLUR, TESSERA, Typonteq 同时亚马逊、虹软、Google 、均在开发应用该类技术
Digital Focus EDoF Engine
Apple 均在开发、应用该类技术手机厂家（含方案厂）——
选择合适的手机平台，搭载智能图像处理引擎和双眼模组最终实现应用。

2.7Array Camera
2.7 Array Camera
优势：
高解析度
测量纵深
3D 影像
模组更薄
需采用半导体工艺组装Lens，算法有待成熟。

2.8光场摄像机2.8 光场摄像机
2.8光场摄像机——先拍照后调焦2.8 光场摄像机先拍照后调焦
2.9虹膜摄像头2.9 虹膜摄像头
2.9虹膜摄像头2.9 虹膜摄像头
2.9虹膜摄像头2.9 虹膜摄像头
虹膜摄像原理
2.10材料技术—Senor 2.10 材料技术Senor
其技术参考Sensor升级章节。