手机摄像模组知识简介
摄像头模组基础讲解
手机摄像头常用的结构如下图1所示,主要包括镜头,基座,传感器以及PCB部分。
图1CCM(compact camera module)种类1.FF(fixed focus)定焦摄像头目前使用最多的摄像头,主要是应用在30万和130万像素的手机产品。
2.MF(micro focus)两档变焦摄像头主要用于130万和200万像素的手机产品,主要用于远景和近景,远景拍摄风景,近景拍摄名片等带有磁条码的物体。
3.AF(auto focus)自动变焦摄像头主要用于高像素手机,具有MF功能,用于200万和300万像素手机产品。
4.ZOOM 自动数码变焦摄像头主要用于更高像素的要求,300万以上的像素品质。
Lens部分对于lens来说,其作用就是滤去不可见光,让可见光进入,并投射到传感器上,所以lens相当于一个带通滤波器。
CMOS Sensor部分对于现在来说,sensor主要分为两类,一类是CMOS,一类是CCD,而且现在CMOS是一个趋势。
对于镜头来讲,一个镜头只能适用于一种传感器,且一般镜头的尺寸应该和sensor的尺寸一致。
对于sensor来说,现在仍然延续着Bayer阵列的使用,如下图2所示,图3展示了工作流程,光照à电荷à弱电流àRGB信号àYUV信号。
图2图3图4图4展示了sensor的工作原理,这和OV7670以及OV7725完全相同。
像素部分那么对于像素部分,我们常常听到30万像素,120万像素等等,这些代表着什么意思呢?图5解释了这些名词。
图5那么由上面的介绍,可以得出,我们以30万像素为例, 30万像素~= 640 * 480 = 30_7200;可见所谓的像素数也就是一帧图像所具有的像素点数,我们可以联想图像处理的相关知识,这里的像素点数的值,也就是我们常说的灰度值。
像素数越高,当然显示的图像的质量越好,图像越清晰,但相应的对存储也提出了一定的要求,在图像处理中,我们也会听到一个概念,叫做分辨率,其实这个概念应该具体化,叫做图像的空间分辨率,例如72ppi,也就是每英寸具有72个像素点,比较好的相机,能达到490ppi。
摄像模组常识
图像质量:sensor、LENS、图像信号处理器(电子信号图像数据压缩为JPEG) OV2630 S/N小 图像出现了很多的麻点,需降噪处理(DSP)
VDD VAA AGND DGND
DOVDD DGND
1)sensor的工作:VDD(1.8V)、D0VDD(2.5~3.3V)、 DGND、CLKIN(24~48MHz)、RESET、PWDN 2)与外部的通讯:I2C(SIO_C、SIO_D) ;SCCB (Serial camera control bus) 3)采集图像:VAA(2.45~2.8V)、AGND 3)图像输出: PXCLK:
LENS 的结构及重要技术参数:
IR:波长780nm~2.5um~50um~ 300um
LENS 检测的胶片pitch值、视场角、几何失真
f=EFL=5.31mm o=600mm 1 1 1 = o + f i i = o * f = 600 * 5.31 o-f 600 - 5.31
o
i
= 4.48 mm
像素(pixel):构成图片的最小单位,每个像素都拥有亮度(Y),色度(U/V) 就是二极管数量,像素增加,LENS必须增大。 如果一味增加像素,由于1个像素的面积变小,所受的光量变少,sensor 感光度变低,S/N(signal与noise)比也将变低。 解像度:dpi(dot per inch) 制造工艺决定,一般LCD显示器(96*96) 同象素的sensor :Micron(4.6*3.7mm 3.8um) <OV(4.13*3.28mm 3.18um) 1/3” ¼”
手机照相模组介绍
手机照相模组介绍手机照相模组是手机相机中的一个重要组成部分,它负责手机拍照功能的实现。
近年来,手机照相模组的技术不断革新,各种新型照相模组层出不穷,为用户提供更好的拍摄体验。
本文将就手机照相模组的原理、分类、特点和应用等方面进行详细介绍。
一、手机照相模组的原理手机照相模组是由摄像头传感器、镜片组、光学滤光片、光学防抖系统、电子显像系统和控制电路等多个组件组成。
其中,摄像头传感器是手机照相模组的核心部件,它负责将光信号转化为电信号,进而通过电子显像系统生成图像。
光学滤光片和镜片组起到修正和聚焦光线的作用,使得图像能够更加清晰和准确地传感到摄像头传感器上。
光学防抖系统可以有效消除由于手部抖动造成的图片模糊问题,并提高拍照质量。
二、手机照相模组的分类手机照相模组按照其焦距可分为广角模组、标准模组和长焦模组。
广角模组适用于拍摄大范围的场景,能够拍摄更多的景物;标准模组则适用于一般拍摄需求,能够获得适中的视角;而长焦模组可以拍摄远距离的景物,包括人物和建筑等,增强拍摄的远近效果。
除了焦距,手机照相模组还可以根据其他因素进行分类,例如光圈大小、感光元件种类、防抖性能等。
三、手机照相模组的特点1.高像素:手机照相模组的发展推动了手机照相技术的进步,如今已经有手机照相模组的像素达到了1000万以上,大大提升了拍摄的细节和清晰度。
2.光学防抖:手机照相模组中的光学防抖系统可以降低由于手部抖动引起的图片模糊问题,提高拍照的稳定性和质量。
3.快速对焦:手机照相模组的快速对焦技术可以迅速捕捉到焦点,使拍摄更加迅速和精准。
4.夜景拍摄:手机照相模组的低光拍摄性能日益提高,可以在暗光环境下进行拍摄,并取得较好的效果,能够满足用户对于夜景拍摄的需求。
5.人脸识别:一些手机照相模组配备有人脸识别功能,能够精确识别人脸,并匹配出人脸的最佳成像条件,实现更好的拍照体验。
四、手机照相模组的应用1.普通照相:手机照相模组是智能手机的核心模块之一,用户可以通过手机进行各种拍照活动,如拍摄风景、人物、宠物、美食等等。
摄像头模组知识介绍
Sensor内部工作原理
外部光线穿过 Lens 后,经过 IR Filter 滤波后照射到 Sensor 面上, Sensor将从Lens上传导过来的光线转换为电信号,再通过内部的 A/D转 换为数字信号。如果 Sensor 没有集成 DSP ,则通过 DVP 的方式传输到 baseband,此时的数据格式是RAW RGB。
Data Path of Images in OMAP ISP
ISP
三 关键组件介绍
Lens (镜头)
一般 CAMERA 的镜头结构是有几片透镜组成,分有塑胶透镜( PLASTIC)和玻璃透镜(GLASS),通常CAMERA用的镜头结构有:1P。 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G等。透镜越多,成本越高;玻璃透镜比 塑胶透镜贵,但是玻璃透镜的成像效果比塑胶透镜的成像效果要好。目 前市场上针对Mobile Phone配置的CAMERA以1G3P(1片玻璃透镜和3 片塑胶透镜组成)为主,目的是降低成本。
二
结构及工作原理
CCM主要组成部分
CCM主要的组成部分由: 镜头(Lens),红外滤光片(IR Filter),图 像传感器(Sensor IC)、数字信号处理(DSP)及软板(FPC),其中有 些Sensor IC是集成了DSP,有些是没有集成DSP,没有集成DSP的module 需要外部外挂DSP。
Lens (镜头)
作用:将影像捕捉后呈现在图像感光器上
焦距: EFL (Effective Focal Length) 一般用 f 表示。 定义:在光学系统中,主平面到焦点的距离。 视场角: View Angle (Field Of View) 一般用ω表示半视角。 定义:入瞳中心对物的张角或出瞳中心对像的张角。 光圈(相对孔径) 定义:焦距与入瞳直径之比,一般用F或F/NO表示。 畸变:Distortion 定义:实际像高与理想像高的差异,分桶形和枕形畸 变,在光学设计中,通常用q’来表示,一般采用百分 比形式。 相对照度:Relative Illuminance 定义:边缘亮度与中心亮度之比,一般要大于55%, 否则容易出现黑角现象。
手机摄像模组知识简介
手机摄像模组知识简介CCM名词解释手机摄像模组又称为CCM英文为:Contraction/Chip Camera Module 中文为:紧凑型/单芯片型摄像模组手机摄像模组CCM结构手机摄像头模组由镜头lens holder)、传感器Sensor简介图像传感器(Image Sensor)图像传感器(Image Sensor)是一种半导体芯片,其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时,就会产生电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号。
目前有两种:一种是CCD(Charge Coupled Device电荷藕合器件);另一种是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物导体)。
舜宇光电Sensor简介Wafer PLCC DIPCLCC CSPImage Sensor的应用范围CCD CMOS区别CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。
到目前为止,市面上绝大多数的消费级别的数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS则作为中低端产品应用于一些摄像头上。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。
但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。
CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与信号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于CCD的ADC与信号处理器的制程与CMOS不同,要缩小CCD套件的体积很困难。
CMOS SENSOR的主要分类按像素分1、CIF: Common Intermediate Format 通用中间格式352*288 (10万)2、VGA: Video Graphics Array 视频图形阵列640*480 (30万)3、SXGA: Super Extended Graphics Array高级扩展图形阵列1200*1024 (1.3Mega)4、UXGA: Ultra Extended Graphics Array超级扩展图形阵列1600*1200 (2Mega)5、QXGA: Quadruple XGA 四倍的XGA2048*1536 (3Mega)6、QSXGA: Quadruple SXGA四倍的SXGA2560*2048 (5Mega)CMOS SENSOR的主要分类CMOS SENSOR的主要分类按光学尺寸分指感光区的对角线长度一般有:1/2”1/3”1/4”1/5”1/7”1/11”等CMOS SENSOR的主要分类按输出接口分Traditional parallel digital video port (标准并行数字视频接口)MIPI(移动工业处理器接口)SMIA(标准移动图像处理体系结构)舜宇光电1、OmniVision---豪威2、Aptina(Micron)---美光3、ST---意法半导体4、SamSung---三星5、Sony---索尼6、SiliconFile7、MagaChip8、SET9、PixelPlus10、Hynix11、Galaxycore(格科微)SENSOR工作原理景物通过镜头(Lens)生成的光学图像,投射到图像传感器(Sensor)感光面上,将光信号转为电信号。
手机摄像模组相关知识
手机摄像模组相关知识1.介绍手机摄像模组是现代智能手机的重要组成部分,它使得用户能够随时随地拍摄照片和自制视频。
随着手机摄像模组技术的发展,如今的手机可以实现高分辨率、高动态范围、光学防抖等先进功能,让用户享受到高质量的拍摄体验。
2.镜头模组镜头模组是手机摄像模组的核心组成部分,它包括镜头、底板和支架等。
镜头模组的主要功能是收集来自外界的光线,并将其聚焦到影像传感器模组上。
镜头模组根据焦距的不同可以分为定焦和变焦两种类型。
变焦模组可以通过调节镜头的位置来实现焦距的变化,从而让用户在不同场景下拍摄清晰的照片。
3.影像传感器模组影像传感器模组是手机摄像模组中另一个重要组成部分,它接收到来自镜头模组传来的光线,并将其转化为电信号。
根据传感器的类型,目前手机摄像模组主要有两种类型:CMOS和CCD。
CMOS传感器由于其低功耗、高速度和成本低等优点,目前成为手机摄像模组的主流选择。
4.控制电路和处理器手机摄像模组还包括必要的控制电路和处理器,用于控制摄像模组的工作状态和进行数据处理。
控制电路可以控制影像传感器模组的曝光时间、白平衡和对焦等功能,从而优化图像的质量。
处理器负责对采集到的数据进行处理,包括降噪、锐化、色彩校正等功能,提供更加清晰和逼真的图像输出。
5.模组封装和测试一旦镜头、影像传感器和相关电路被组装在一起,手机摄像模组就需要进行封装和测试。
通常情况下,摄像模组会被封装在一个小巧的模块中,以方便在手机中进行安装。
在封装之前,模组还需要进行各种测试来确保其功能的正常运行,例如焦距测试、光线适应性测试和抗震测试等。
6.摄像模组的进一步发展随着科技的不断进步,手机摄像模组在性能上的提升空间越来越大。
未来,手机摄像模组有望实现更高的像素、更强的防抖功能以及更广的动态范围。
同时,新的技术,如激光对焦和多摄像头配置,也将进一步推动手机摄像模组的发展。
总结:手机摄像模组在现代智能手机中起到了至关重要的作用。
它通过镜头模组、影像传感器模组以及控制电路和处理器的组合实现图像的采集和视频录制功能。
摄像头模组基础知识扫盲
摄像头模组基础扫盲手机摄像头常用的结构如下图37.1所示,主要包括镜头,基座,传感器以及PCB部分。
图37.1CCM(compact camera module)种类1.FF(fixed focus)定焦摄像头目前使用最多的摄像头,主要是应用在30万和130万像素的手机产品。
2.MF(micro focus)两档变焦摄像头主要用于130万和200万像素的手机产品,主要用于远景和近景,远景拍摄风景,近景拍摄名片等带有磁条码的物体。
3.AF(auto focus)自动变焦摄像头主要用于高像素手机,具有MF功能,用于200万和300万像素手机产品。
4.ZOOM 自动数码变焦摄像头主要用于更高像素的要求,300万以上的像素品质。
Lens部分对于lens来说,其作用就是滤去不可见光,让可见光进入,并投射到传感器上,所以lens相当于一个带通滤波器。
CMOS Sensor部分对于现在来说,sensor主要分为两类,一类是CMOS,一类是CCD,而且现在CMOS是一个趋势。
对于镜头来讲,一个镜头只能适用于一种传感器,且一般镜头的尺寸应该和sensor的尺寸一致。
对于sensor来说,现在仍然延续着Bayer阵列的使用,如下图37.2所示,图37.3展示了工作流程,光照à电荷à弱电流àRGB信号àYUV信号。
图37.2图37.3图37.4图37.4展示了sensor的工作原理,这和OV7670以及OV7725完全相同。
像素部分那么对于像素部分,我们常常听到30万像素,120万像素等等,这些代表着什么意思呢?图37.5解释了这些名词。
图37.5那么由上面的介绍,可以得出,我们以30万像素为例,30万像素~= 640 * 480 = 3 0_7200;可见所谓的像素数也就是一帧图像所具有的像素点数,我们可以联想图像处理的相关知识,这里的像素点数的值,也就是我们常说的灰度值。
像素数越高,当然显示的图像的质量越好,图像越清晰,但相应的对存储也提出了一定的要求,在图像处理中,我们也会听到一个概念,叫做分辨率,其实这个概念应该具体化,叫做图像的空间分辨率,例如72ppi,也就是每英寸具有72个像素点,比较好的相机,能达到490ppi。
摄像头模组(CCM)介绍:
摄像头模组(CCM)介绍:⼀、摄像头模组(CCM)介绍:1、camera特写摄像头模组,全称CameraCompact Module,以下简写为CCM,是影像捕捉⾄关重要的电⼦器件。
先来张特写,各种样⼦的都有,不过我前⼀段时间调试那个有点丑。
2、摄像头⼯作原理、camera的组成各组件的作⽤想完全的去理解,还得去深⼊,如果是代码我们就逐步分析,模组的话我们就把它分解开来,看他到底是怎么⼯作的。
看下它是有那些部分构成的,如下图所⽰:(1)、⼯作原理:物体通过镜头(lens)聚集的光,通过CMOS或CCD集成电路,把光信号转换成电信号,再经过内部图像处理器(ISP)转换成数字图像信号输出到数字信号处理器(DSP)加⼯处理,转换成标准的GRB、YUV等格式图像信号。
(2)、CCM 包含四⼤件:镜头(lens)、传感器(sensor)、软板(FPC)、图像处理芯⽚(DSP)。
决定⼀个摄像头好坏的重要部件是:镜头(lens)、图像处理芯⽚(DSP)、传感器(sensor)。
CCM的关键技术为:光学设计技术、⾮球⾯镜制作技术、光学镀膜技术。
镜头(lens)是相机的灵魂,镜头(lens)对成像的效果有很重要的作⽤,是利⽤透镜的折射原理,景物光线通过镜头,在聚焦平⾯上形成清晰的影像,通过感光材料CMOS或CCD感光器记录景物的影像。
镜头⼚家主要集中在台湾、⽇本和韩国,镜头这种光学技术含量⾼的产业有⽐较⾼的门槛,业内⽐较知名的企业如富⼠精机、柯尼卡美能达、⼤⽴光、Enplas等传感器(sensor)是CCM的核⼼模块,⽬前⼴泛使⽤的有两种:⼀种是⼴泛使⽤的CCD(电荷藕合)元件;另⼀种是CMOS(互补⾦属氧化物导体)器件。
电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使⽤⼀种⾼感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯⽚转换成数字信号。
CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。
手机摄像模组基本知识讲解(课堂PPT)
阻值
马达的正极和负极之间的电阻值
tilt
马达在静止或运动.的过程中,出现倾斜和偏移现象
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Sensor简介
Sensor:图像传感器,又称芯片、晶圆、Wafer。是感光元器件,主要作用 是将光信号转换为电信号。主要分为CCD和CMOS两种。
CMOS Sensor根据其封装 方式可以分为CSP、COB 两种结构。
印刷QC
T
阶
贴片
段
炉前QC
回流焊
炉后QC
PQC
百级 组装 阶段 (百 级无 尘车 间)
固化后检查 热固化
镜头搭载 画胶
SMT板清洁 镜头清洁
千级 检测 阶段 (千 级无 尘车 间)
.
分粒 振动 调焦 点螺纹胶 UV固化 功能FQC 外观FQC
OQC 贴膜
OQC
包装
OQA出货
8
2、COB/COF工艺流程
贴板
锡膏印刷
S
M
印刷QC
T
阶
贴片
段
炉前QC
回流焊
炉后QC
PQC
烘烤后检查
百级 组装 阶段 (百 级无 尘车 间)
烘烤 H/M W/B后清洗 W/B后检查
镜头清洁
W/B
Plasma Clean
Snap Cure
D/B SMT板清.洗
千级 检测 阶段 (千 级无 尘车 间)
分粒 振动 调焦 点螺纹胶 UV固化 功能FQC 外观FQC
OQC 贴膜
OQC
包装
OQA出货
9
3、AF模组工艺流程
SMT阶段(流程同上)
功测
点螺纹胶
百级 组装 阶段 (百 级无 尘车 间)
摄像头模组知识介绍
摄像头模组知识介绍
由于科技的快速发展,市场上的摄像头模组也在不断演进,从最初的高质量的模组到现在的模组更为复杂,性能也更加优越。
摄像头模组是一种可以实现视频、图像采集,处理和显示的一种集成电路模块,它是相机系统的重要组成部分,和其它的组件一起构成一个完整的相机系统。
摄像头模组的设计一般可以分为两部分,一部分是模组本身,由传感器、模组处理器、输出接口、电源模块等组成;另外一部分是配套的辅助硬件,如控制单元、激励板、数字滤波器等。
其中,摄像头模组本身占据了主要的比重,即模组的传感器、处理器、输出接口和电源模块,以下将对摄像头模组的各个组成部分进行介绍。
首先,摄像头模组的传感器是最重要的组成部分,控制着整个模组的性能,其主要任务是将光能转换为电信号存储于摄像头中,也就是可以看到的图像信息。
摄像头模组中最常用的传感器有CCD和CMOS,它们的主要区别在于CCD可以获得更高的图像分辨率,而CMOS在噪声控制和功耗方面更优。
手机摄像模组基本知识
YUV格式:是被欧洲电视系统所采用旳一种颜色编码措施,属于PAL。其中“Y”表
示明亮度(Luminance或Luma),就是灰阶值;而“U”和“V”表达色度 (Chrominance或Chroma),是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素旳 颜色。
RAW DATA格式:是CCD或CMOS在将光信号转换为电信号时旳电平高下旳原
始统计,单纯地将没有进行任何处理旳图像数据,即摄像元 件直接得到旳电信号进行数字化处理而得到旳。
3. 模组与手机设计方案旳关系
4. 模组生产有关技术及图纸
4. 模组生产有关技术及图纸
4.1.1.1 焦距: EFL (Effective Focal Length) 一般用 f 表达。 定义:在光学系统中,主平面到焦点旳距离。
镜头旳构成是透镜构造,由几片透镜构成,一般有塑胶透镜 (plastic)或玻璃透镜(glass)。一般摄像头用旳镜头构造有:1P、 2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多,成本越高;玻 璃透镜比塑胶贵。所以一种品质好旳摄像头应该是采用玻璃镜头, 成像效果就相对塑胶镜头会好。目前市场上旳大多摄像头产品为 了降低成本,一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头(即:
其他工艺 SMT、BANDING;有铅(Pb)、无铅(RoHS,Pb)
1. 模组构成(图示)及原理(光学及电子)
成像 面中 心点 ( 227.3 , 122.2 )
SENSOR封装中心点(0,0)
1. 模组构成(图示)及原理(光学及电子)
1.6.1 CCD(Charge Couple Device)
Holder:基座
Lens:镜头
Capacitance : 电容
摄像头模组的介绍
摄像头模组的介绍摄像头模组(Camera Module)是一种集成了摄像头传感器、图像处理器和相关接口电路的模块化设备。
它被广泛应用于各种电子设备中,如智能手机、平板电脑、数码相机、医疗设备、工业视觉系统等。
摄像头模组的出现极大地促进了图像采集和图像处理技术的发展,使得用户可以方便地使用高质量的图像和视频功能。
图像处理器是摄像头模组中的核心部件,负责对传感器采集的图像数据进行处理和优化。
图像处理器可以对图像进行去噪、增强、校正、压缩等操作,使得用户获得更加清晰、真实的图像。
同时,图像处理器还可以支持实时视频流传输、自动对焦、人脸识别、智能场景识别等功能。
不同的图像处理器技术和算法可以提供不同的图像效果和功能。
摄像头模组还包含了与设备连接和通信的接口电路,如MIPI (Mobile Industry Processor Interface)接口、USB(Universal Serial Bus)接口、I2C(Inter-Integrated Circuit)接口等。
这些接口可以与主设备进行数据传输和控制命令的交互,实现图像采集和处理的各项功能。
摄像头模组的选型和设计需要考虑多方面的因素。
首先是摄像头传感器的像素与尺寸要求,高像素的传感器可以提供更高分辨率的图像,但也会增加成本和功耗。
其次是图像处理器的性能与功能要求,不同的应用场景可能需要不同的图像处理算法和功能模块。
此外,摄像头模组的连接接口和尺寸也需要与主设备相匹配,以保证良好的兼容性和稳定性。
摄像头模组的市场需求和应用领域不断扩大。
随着智能手机和平板电脑的普及,对高质量图像和视频的需求越来越大,摄像头模组市场得到快速发展。
与此同时,工业视觉、医疗设备、安防监控等领域也对摄像头模组的高清晰度、低功耗、稳定性等提出了更高要求。
因此,摄像头模组制造商不断提升产品技术和性能,以满足市场需求。
总的来说,摄像头模组是一种集成了摄像头传感器、图像处理器和相关接口电路的模块化设备,广泛用于智能手机、平板电脑、数码相机、医疗设备、工业视觉系统等领域。
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宁波舜宇光电信息有限公司NINGBO SUNNY OPOTECH CO.,LTD手机摄像模组知识简介宁波舜宇光电信息有限公司研发部电子课CCM名词解释手机摄像模组又称为CCM英文为:Contraction/Chip Camera Module 中文为:紧凑型/单芯片型摄像模组手机摄像模组CCM结构CCM结构手机摄像头模组由镜头(lens)、镜座(lens holder)、传感器(sensor)、电容、FPC板(Flexible Printed Circuitry)、连接器(Connector)组成。
Sensor简介图像传感器(Image Sensor)图像传感器(Image Sensor)是一种半导体芯片,其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时,就会产生电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号。
目前有两种:一种是CCD(Charge Coupled Device电荷藕合器件);另一种是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物导体)。
Sensor简介Wafer PLCC DIPCLCC CSPImage Sensor的应用范围CCD CMOS区别CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。
到目前为止,市面上绝大多数的消费级别的数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS则作为中低端产品应用于一些摄像头上。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。
但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。
CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与信号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于CCD的ADC与信号处理器的制程与CMOS不同,要缩小CCD套件的体积很困难。
CMOS SENSOR的主要分类按像素分1、CIF: Common Intermediate Format 通用中间格式352*288 (10万)2、VGA: Video Graphics Array 视频图形阵列640*480 (30万)3、SXGA: Super Extended Graphics Array高级扩展图形阵列1200*1024 (1.3Mega)4、UXGA: Ultra Extended Graphics Array超级扩展图形阵列1600*1200 (2Mega)5、QXGA: Quadruple XGA 四倍的XGA2048*1536 (3Mega)6、QSXGA: Quadruple SXGA四倍的SXGA2560*2048 (5Mega)CMOS SENSOR的主要分类CMOS SENSOR的主要分类按光学尺寸分指感光区的对角线长度一般有:1/2”1/3”1/4”1/5”1/7”1/11”等CMOS SENSOR的主要分类按输出接口分Traditional parallel digital video port (标准并行数字视频接口)MIPI(移动工业处理器接口)SMIA(标准移动图像处理体系结构)我司目前所用SENSOR1、OmniVision---豪威2、Aptina(Micron)---美光3、ST---意法半导体4、SamSung---三星5、Sony---索尼6、SiliconFile7、MagaChip8、SET9、PixelPlus10、Hynix11、Galaxycore(格科微)OmniVision简介OmniVision---豪威OmniVision创立于1996年,是全球最大CMOS影像传感器设计及供应商之一,旗下自最低阶的CIF等级到高阶的200万,300万,500万甚至800万产品均有。
SENSOR工作原理景物通过镜头(Lens)生成的光学图像,投射到图像传感器(Sensor)感光面上,将光信号转为电信号。
经芯片内部图像处理电路(ISP)对信号进行一系列处理,最后将数字图像信号输出。
SENSOR内部功能框图SENSOR架构SENSOR架构因为人眼对绿色的敏感度是对红色和蓝色的两倍,也即意味着为了模仿人眼感觉,SENSOR需要两倍的绿色像素。
SENSOR架构每单位像素点由一个感光二极管、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管,以及一个信号放大器所组成。
SENSOR架构SENSOR图像处理功能Image Processing (图像处理)把sensor传过来的模拟信号进行数字信号转换,然后进行自动曝光,自动白平衡,色彩矫正,亮度补偿等图象校正功能。
然后进行格式转换,以YUV或RGB 格式输出。
1. Automatic White Balance白平衡(White Balance)就是通过图像调整,使在各种光线条件下拍摄出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同。
简单地说白平衡就是无论环境光线如何,仍然把“白”定义为“白”的一种功能。
2. Automatic Exposure自动曝光控制是能够自动调整曝光时间和放大增益以适应不同的环境亮度。
3. Color Correction颜色校正由于Sensor对于不同颜色光线的响应与人的视觉系统对于颜色的反应有所不同,所以需要对图像的颜色作相应的校正才能接近人的视觉。
SENSOR图像处理功能4. Lens Shading Correction (亮度校正)由于Lens的光学特性,Sensor影像区的边缘区域接收的光强比中心小,因此需要进行校正,使整个图像的亮度均匀。
5. Edge Enhance (色彩还原)由于使用色彩插补算法(根据周围像素计算平均值),图像会显得模糊不清,因此需要进行校正,使图像变得锐利。
6. Automatic Flicker Cancellation (自动消噪)如果拍摄环境使用交流电供电的灯源(日光灯),光源的亮度也是周期性(50/60Hz)变化,当Sensor的积分时间不是光源闪烁频率的整数倍时,图像会出现明暗相间的条带。
部分Sensor有自动消除条带噪声的功能。
7. Bad Pixel Correction(不良像素校正)Sensor上可能存在坏点、死点等对光线反应不正常的点,Sensor内部DSP会根据周围像素计算出该死点的值。
SENSOR管脚功能描述NC:No Connect 无连接STROBE:Flash LED ControlAVDD: Analog Power 模拟电源输入AGND: Analog Ground 模拟地DVDD: Digital VDD for core logic 数字内核电源DOVDD: Digital VDD for I/O 数字I/O电源DGND: Digital Ground 数字地MCLK(XCLK): Master input clock 主时钟输入PCLK: Output pixel data synchronous clock 像素时钟输出SENSOR管脚功能描述SIO-D(SDA): I2C Serial bus data I2C串行通信数据SIO-C(SCL): I2C Serial bus clock I2C串行通信时钟 HREF: Horizontal synchronization signal 行同步输出信号VSNYC: Frame synchronization signal 帧同步输出信号 RESET: 复位控制(高电平正常工作,低电平复位)PWDN: Power down 待机模式控制(高电平进入待机,低电平正常工作)Y[9:0]: Image data 图像数据信号OV2640 (1600×1200)2.2µm像素大小50 dB25°1/4"尺寸0.6V/Lux.sec CRA 40 dB 400±25µm 保护玻璃6285±25µm×5725±25µm 长×宽尺寸905±60µm 高动态范围信噪比 2.5-3.0V (使用DVDD内部供电时需大于2.65V)Analog 1.3V±5%Core 350±30µm 焊盘直径3590×2684µm感光区面积UXGA/SXGA 15 fpsSVGA 30 fps,CIF 60 fps 最大帧率YUV(422/420)/YCbCr422RGB565/5558/10-bit Raw RGB data 8-bit compressed data 输出格式900µA待机125mW (15fps,UXGA,YUV)工作功耗1.7-3.3VI/O 电压灵敏度CCM对焦方式简介FF:Fixed Focus 定焦MF: Macro Focus 微距AF: Auto Focus 自动调焦ZOOM: 光学变焦VCM简介VCM: Voice Coil Motor(音圈马达)通过微距离移动整个镜头,改变焦距,实现清晰影像。
VCM 基本结构L e n s U n i tF r a m eC a pF .S p r i n gF .S p a c e rC o i lC a r r i e rY o k eM a g n e tB .S p a c e rB .S p r i n gB a s eS e n s o r H o l d e rVCM 原理弗莱明左手法则VCM内部有磁场B,在横切磁场的线圈通过电流I,线圈产生向上方向的力FVCM基本动作示意N S S NB磁场I 电流orF弹簧片控制移动位置我司CCM命名规则CCM基本故障现象Y0断路:极不明显水波纹CCM基本故障现象Y1断路:不明显水波纹Y2断路:轻微水波纹CCM基本故障现象CCM基本故障现象Y3断路:水波纹CCM基本故障现象Y4断路:明显水波纹CCM基本故障现象Y5断路:明显水波纹CCM基本故障现象Y6断路:失真CCM基本故障现象Y7断路:明显失真CCM基本故障现象AVDD断路:彩色斑马线CCM基本故障现象DVDD,DOVDD断路:黑屏CCM基本故障现象XCLK,PCLK,SIO-C,SIO-D断路:黑屏CCM基本故障现象PWDN,RESET断路:图像正常CCM基本故障现象HREF断路:锯齿状横条纹CCM与手机显示屏CCM与手机显示屏位置关系1:与显示屏方向不一致CCM与手机显示屏位置关系2:与显示屏方向一致CCM基本设计电路图CCM正常工作特征有像素时钟输出:PCLK有同步信号输出:HREF,VSYNC 有图像数据输出:Y0-Y9图像完整图像色彩正常工作电流符合要求待机电流符合要求无发烫等异常情况出现。