手機(jī)攝像模組基本知識(shí)

1、目錄 1.模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子）2.芯片的分類、特點(diǎn)、發(fā)展3.模組與手機(jī)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系4.模組生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)及圖紙1.1 模組構(gòu)造圖鏡片2鏡片3鏡片4鏡片1FPCSENSORIRHOLDLENS感光區(qū)SENSOR結(jié)構(gòu)說(shuō)明GLASSDIE不繡鋼片和補(bǔ)強(qiáng)PIFPC結(jié)構(gòu)及材質(zhì)說(shuō)明保護(hù)膜基材ADCUADPIADCU保護(hù)膜ADPI1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） 1.2 名詞1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） FPC: Flexible Printed Circuit 可撓性印刷電路板PCB: Printed Circuit Board印刷電路板Sensor:圖象傳感器IR

2、:紅外濾波片Holder:基座Lens:鏡頭Capacitance : 電容Glass:玻璃 Plastic:塑料CCM：CMOS Camera Module 1.2 名詞1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） BGA: Ball Grid Array Package 球柵陣列封裝，在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點(diǎn)用以代替引腳。CSP: Chip Scale Package芯片級(jí)封裝。COB: Chip on board板上芯片封裝,半導(dǎo)體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實(shí)現(xiàn)。 COG: Chip on glassCOF: Chip on FPCCLC

3、C: Ceramic Leaded Chip Carrier帶引腳的陶瓷芯片載體，引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形 。 PLCC : Plastic Leaded Chip Carrier帶引線的塑料芯片載體 ，引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形 ， 是塑料制品。 1.3 sensor分類分類規(guī)格指標(biāo) 成像原理 CMOS、CCD封裝工藝 CSP-I、CSP-II、COB像素范圍CIF、 VGA、 SXGA、 UXGA、 QXGA、10萬(wàn)、30萬(wàn)、130萬(wàn)、200萬(wàn)、300萬(wàn)、像面尺寸 1/3 、 1/4 、 1/5 、1/6 、其他工藝 SMT、BANDING；有鉛（Pb)、無(wú)鉛（RoHS,

4、Pb）1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） 1.4 sensor的平面圖SENSOR封裝中心點(diǎn)（0，0）成像面中心點(diǎn)（227.3，122.2）1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） 1. 模組組成（圖示）及原理（光學(xué)及電子） 1.6.1 CCD（Charge Couple Device）定義：即電荷耦合器件，它是目前比較成熟的成像器件，是以行為單位的電流信號(hào)。傳統(tǒng)彩色CCD感光單元及濾色鏡的排列是方形的，以G-R-G-B型CCD為例，可以簡(jiǎn)單理解為4個(gè)感光單元的中心點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)“像素點(diǎn)”，這樣，每個(gè)感光單元的光值都是復(fù)用的，使用了4次（邊緣部位除外），每4個(gè)感光單元計(jì)算出4個(gè)像素。1.

5、6.2 CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）定義：即互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體。它被看作未來(lái)的成像器件，因?yàn)镃MOS結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有的大規(guī)模集成電路生產(chǎn)工藝相同，從而生產(chǎn)成本可以降低。從原理上，CMOS的信號(hào)是以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào)，更為敏感，速度也更快，更為省電。現(xiàn)在高級(jí)的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工藝還不是十分成熟，普通的 CMOS 分辨率低而成像較差，太容易出現(xiàn)雜色點(diǎn)。1.5 CCD和CMOS的區(qū)別2. 芯片的特點(diǎn)、分類、發(fā)展2.1 芯片分類和特點(diǎn)序號(hào)名稱像素尺寸 高度接口電源幀率輸出功率01PO4010NCIF 1/11

6、660241.5/1.8/2.8/1.5-3.330YUV/RGB 41.15mW02PO6030K VGA 1/6.2867241.5/1.8/2.8/1.5-3.330YUV/RGB TBD03OV7660VGA 1/5820241.8/2.5/3.3 30YUV/RGB 40mW04OV7670VGA 1/6885241.8/2.5/3.0 30YUV/RGB 60mW05OV7680VGA1/10885241.8/2.5/3.0 30YUV/RGB 80mW06OV9650SXGA 1/4820 20/241.8/2.5/3.3 15YUV/RGB 50mW07OV9653SXGA 1

7、/4 1005 20/241.8/2.5/3.3 15YUV/RGB 50mW08OV9655SXGA 1/4 1005 20/241.8/2.5/3.3 15YUV/RGBTBD 09OV9660SXGA1/5.5905 20/242.5/3.0 15YUV/RGB 80mW10OV2640UXGA 1/4905 20/241.3/2.8/3.3 15YUV/RGB 125mW11OV3630QXGA 1/3905 20/241.8/2.8/3.3 15RGB110mW3. 模組與手機(jī)設(shè)計(jì)方案的關(guān)系3.2 常見的連接方式金手指(ZIF)連接連接器(Connector)連接插座(Socket)

8、連接3. 模組與手機(jī)設(shè)計(jì)方案的關(guān)系3.3 常見的輸出格式對(duì)顏色進(jìn)行編碼的方法統(tǒng)稱為“顏色空間”或“色域”。用最簡(jiǎn)單的話說(shuō)，世界上任何一種顏色的“顏色空間”都可定義成一個(gè)固定的數(shù)字或變量。RGB格式:采用這種編碼方法，每種顏色都可用三個(gè)變量來(lái)表示紅色、綠色以及藍(lán)色的強(qiáng)度。每一個(gè)像素有三原色R紅色、G綠色、B藍(lán)色組成。YUV格式:是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法，屬于PAL。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),就是灰階值；而“U”和“V”表示色度(Chrominance或Chroma),是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。RAW DATA格式:是CCD或CMOS在

9、將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)時(shí)的電平高低的原始記錄，單純地將沒(méi)有進(jìn)行任何處理的圖像數(shù)據(jù)，即攝像元件直接得到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理而得到的。 3. 模組與手機(jī)設(shè)計(jì)方案的關(guān)系3.4 與手機(jī)結(jié)構(gòu)的配合*特別關(guān)注* SENSOR的擺放位置很重要，有能力的設(shè)計(jì)公司可以通過(guò)內(nèi)部寄存器對(duì)圖像進(jìn)行鏡像，但很多的客戶做不到或不愿意。如果是圖像旋轉(zhuǎn)90度，則必須修改SENSOR 的擺放位置。*特別關(guān)注* SENSOR的輸入電壓有多種實(shí)現(xiàn),必須事先與客戶溝通好有關(guān)的細(xì)節(jié)。1.全部由外部（手機(jī)基帶）直接供給；2.部分可由SENSOR內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生；3.可以由模組內(nèi)部增加電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。*特別關(guān)注* 模組與手機(jī)的配合,尤其是FPC軟

10、硬、彎折、以及連接方式和可靠性，必要時(shí)需要同客戶一同探討可行的方案。*特別關(guān)注* 模組鏡頭與手機(jī)上下蓋的配合，尤其是能夠容忍的公差范圍、HOLDER高度、LENS端面直徑，甚至鏡頭的光欄口徑等。*特別關(guān)注* 模組在手機(jī)生產(chǎn)裝配、維修等過(guò)程中工序、工藝的成熟和可靠性。避免出現(xiàn)裝上去沒(méi)有什么問(wèn)題,一旦拆卸很多隱患。4. 模組生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)及圖紙4.1 鏡頭4. 模組生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)及圖紙4.1.1 鏡頭常識(shí)4.1.1.1 焦距： EFL (Effective Focal Length) 一般用 f 表示。 定義：在光學(xué)系統(tǒng)中，主平面到焦點(diǎn)的距離。4.1.1.2 視場(chǎng)角：View Angle (Field

11、 Of View) 一般用表示半視角。 定義：入瞳中心對(duì)物的張角或出瞳中心對(duì)像的張角。4.1.1.3 光圈（相對(duì)孔徑） 定義：焦距與入瞳直徑之比，一般用F或F/NO表示。4.1.1.4 畸變：Distortion 定義：實(shí)際像高與理想像高的差異，分桶形和枕形畸變，在光學(xué)設(shè)計(jì)中，通 常用q來(lái)表示，一般采用百分比形式。4.1.1.5 相對(duì)照度：Relative Illumination 定義：邊緣亮度與中心亮度之比，一般要大于55%，否則容易出現(xiàn)黑角現(xiàn)象。4.1.1.6 分辨率：Resolution 定義：是反映光學(xué)系統(tǒng)能分辨物體細(xì)節(jié)的能力，它是一個(gè)很重要的性能，用 來(lái)作為光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量最重要

12、指標(biāo)。4. 模組生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)及圖紙4.1.2 鏡片材質(zhì)鏡頭的組成是透鏡結(jié)構(gòu)，由幾片透鏡組成，一般有塑膠透鏡(plastic)或玻璃透鏡(glass)。通常攝像頭用的鏡頭構(gòu)造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透鏡越多，成本越高；玻璃透鏡比塑膠貴。因此一個(gè)品質(zhì)好的攝像頭應(yīng)該是采用玻璃鏡頭，成像效果就相對(duì)塑膠鏡頭會(huì)好?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的大多攝像頭產(chǎn)品為了降低成本，一般會(huì)采用塑膠鏡頭或半塑膠半玻璃鏡頭（即：1P、2P、1G1P、1G2P等）。光學(xué)玻璃主要優(yōu)點(diǎn)：1.光學(xué)玻璃透光率佳。2.熱膨脹系數(shù)和折射率的溫度系數(shù)比光學(xué)塑膠低的多。主要缺點(diǎn)：1.光學(xué)玻璃一般制作球面，校正球差、慧差、畸變、像散等像差有一定的局限性。 2.光學(xué)玻璃密度大而重、工序多、成本高。玻璃材料：ZLAF、LAF、ZF、BAK、LAK、ZK等系列。 光學(xué)塑料主要優(yōu)點(diǎn)：1.非球面鏡片的面型是由多項(xiàng)方程式?jīng)Q定的，其表面各點(diǎn)的半徑各不