手機(jī)攝像頭組成結(jié)構(gòu)參考課件.ppt

1、,培訓(xùn)資料,1,一. 手機(jī)攝 像 頭 淺 談,攝像頭（CAMERA）又稱為電腦相機(jī)、電腦眼等，它作為一種視頻輸入設(shè)備，在過去被廣泛的運(yùn)用于視頻會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。近年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術(shù)的成熟并大量用于攝像頭的制造上，這使得它廣泛的應(yīng)用于當(dāng)前各種流行的數(shù)碼影像、影音處理等。尤其是在用在手機(jī)上。下面首先了解一下手機(jī)攝像頭的有關(guān)原理 。,2,其原理大致為：景物通過鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器（SENSOR）表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片（DSP）中加工處理，

2、再通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)绞謾C(jī)中的System LSI進(jìn)行處理，最后通過LCD就可以看到圖像了。大致了解了手機(jī)攝像頭的原理，下面就來看看它的組成：,景物,鏡頭,圖像傳感器,A/D,DSP,數(shù)據(jù)總線,SYSTEM LSI,LCD,圖像,手機(jī)攝像頭的工作流程大致如下：,3,手機(jī)攝像頭由以下幾個部分組成： *PCB板 *DSP(CCD用) *傳感器(SENSOR) *固定器(HOLDER) *鏡頭(LENS ASSY) 其中鏡頭(LENS ASSY),DSP(CCD用),傳感器(SENSOR) 是最重要的三個部分，接下來詳細(xì)介紹一下每個部件及其作用：,4,1.PCB板,PCB板又分為硬板，軟板，軟硬結(jié)合板

3、三種(如下圖)，CMOS可用任何一種板，但CCD的話就只能用軟硬結(jié)合板。這三種板中軟硬結(jié)合板價格最高，而硬板價格最低。,軟板,硬板,軟硬結(jié)合板,5,2.固定器(HOLDER),固定器的作用是用來固定LENS ASSY的，同時在固定器中還要加上一塊濾波片(如下)：,固定器(HOLDER),濾波片(FILTER),6,3.鏡頭(LENS ASSY),鏡頭的組成一般是透鏡(LENS)鏡筒（Barrel）間隔環(huán)（Spacer）（如下圖），透鏡一般有塑膠透鏡(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

4、比塑膠貴。因此一個品質(zhì)好的攝像頭應(yīng)該是采用玻璃鏡頭，成像效果就相對塑膠鏡頭會好?，F(xiàn)在市場上的大多攝像頭產(chǎn)品為了降低成本，一般會采用塑膠鏡頭或半塑膠半玻璃鏡頭（即：1P、2P、1G1P、1G2P等）。,7,間隔環(huán)（ Spacer）,鏡筒（Barrel）,透鏡(LENS),鏡頭(LENS ASSY),8,4.圖像傳感器(SENSOR),圖像傳感器(Sensor) 是一種半導(dǎo)體芯片，其表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極管。光電二極管受到光照射時，就會產(chǎn)生電荷。其分為兩類(如下圖): CCD:電荷耦合器件 CMOS:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體,CMOS傳感器,CCD傳感器,9,下面詳細(xì)的說明一下CMOS及C

5、CD芯片的結(jié)構(gòu)。,ISP,感光面,尺寸（如1/4 1/5 等),*先由感光面接收光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過A/D進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后送到ISP中進(jìn)行處理。,CMOS傳感器,10,感光面,ISP,尺寸（如1/4 1/5 等),CCD傳感器,*先由感光面接收光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過A/D進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后送到ISP中進(jìn)行處理。 。,11,CCD的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，最小照明度小，噪音小，信噪比大。但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高。CMOS的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低。但是噪音比較大、靈敏度較低、對光源要求高。在相同像素下CCD的成像往往通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以

6、保證基本準(zhǔn)確。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好。,12,目前，市場銷售的數(shù)碼攝像頭中，基本是CCD和CMOS平分秋色。在采用CMOS為感光元器件的產(chǎn)品中，通過采用影像光源自動增益補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，自動亮度、白平衡控制技術(shù)，色飽和度、對比度、邊緣增強(qiáng)以及伽馬矯正等先進(jìn)的影像控制技術(shù)，完全可以達(dá)到與CCD攝像頭相媲美的效果。但由于CMOS成像效果在高像素上并不理想，因此統(tǒng)治高像素攝像頭的市場仍然是CCD攝像頭 。 不過受市場情況及市場發(fā)展等情況的限制，攝像頭采用CCD圖像傳感器的廠商為數(shù)不多，主要原因是采用CCD圖像傳感器成本高的影響。,13,數(shù)字信號處理芯片DSP

7、功能：主要是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對數(shù)字圖像信號參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，并把處理后的信號通過USB等接口傳到PC等設(shè)備。在DSP的選擇上，是根據(jù)攝像頭成本、市場接受程度來進(jìn)行確定?，F(xiàn)在DSP廠商在設(shè)計、生產(chǎn)DSP的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在各項技術(shù)指標(biāo)上相差不是很大，只是有些DSP在細(xì)微的環(huán)節(jié)及驅(qū)動程序要進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。,3、數(shù)字信號處理芯片（DSP）,14,對于DSP芯片來說，在CMOS傳感器中，其DSP芯片已經(jīng)集成在CMOS中了，所以從外觀上看沒有DSP芯片(如下圖)，而CCD傳感器中沒有集成DSP芯片，所以從外表上看多一塊DSP芯片。(如下圖),CMOS傳感器,CCD傳感器,DSP芯片,15

8、,4. 攝像頭的一些技術(shù)指標(biāo),1、圖像解析度/分辨率(Resolution)： 攝像頭的圖像解析度/分辨率也就是我們常說的多少像素的攝像頭，在實際應(yīng)用中，攝像頭的像素越高，拍攝出來的圖像品質(zhì)就越好，但另一方面也并不是像素越高越好，對于同一畫面，像素越高的產(chǎn)品它的解析圖像的能力也越強(qiáng)，但相對它記錄的數(shù)據(jù)量也會大得多，所以對存儲設(shè)備的要求也就高得多，因而在選擇時宜采用當(dāng)前的主流產(chǎn)品。由于受到攝像頭價格、成像效果等因素的影響，現(xiàn)在市面上的主流攝像頭還是30萬像素的攝像頭。,16,一些常用的圖像解析度/分辨率有： SXGA（1280 x1024）又稱130萬像素 ； VGA（640 x480）又稱33

9、萬像素； CIF（352x288）又稱11萬像素 。 所謂的多少萬像素是指在我們前面所講的感光面積中包含了多少萬個像素，現(xiàn)在都習(xí)慣稱百萬像素，30萬像素及10萬像素.對于上面括號內(nèi)所寫的分辨率指的是硬件分辨率。但有些攝像頭中分辨率的標(biāo)識是指這些產(chǎn)品利用軟件所能達(dá)到的插值分辨率，雖然說也能適當(dāng)提高所得圖像的精度，但和硬件分辨率相比還是有著一定的差距的。,17,2、圖像格式(ImageFormat/Colorspace) 現(xiàn)在最常用的是RGB和YUV，其中RGB表示采用光的三基色(R-紅色;G-綠色;B-藍(lán)色)相加混色的原理產(chǎn)生色彩。這種色彩的表示方法稱為RGB色彩空間表示。而YUV是指把RGB經(jīng)

10、過矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號RY（即U）、BY（即V），最后發(fā)送端將亮度和色差三個信號分別進(jìn)行編碼，用同一信道發(fā)送出去。這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示 。 3、圖像噪音(NOISE) 指的是圖像中的雜點(diǎn)干撓。表現(xiàn)為圖像中有固定的彩色雜點(diǎn)。,18,4.關(guān)于變焦 現(xiàn)在有關(guān)變焦有兩種說法:光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦. 光學(xué)變焦是指依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)變焦，通過透鏡移動就可以調(diào)整成像的焦距，并放大或者縮小在感光材料上所形成的像。數(shù)碼變焦實際上是一種圖象的運(yùn)算放大，比如，提取感光材料拍攝的圖象的局部，并通過數(shù)字處理來擴(kuò)大圖象。可見數(shù)碼變焦是不能對圖象質(zhì)量的改善有任何幫助的，相反，

11、因為圖象放大過程中已有的成像點(diǎn)之間多出來的像素要通過運(yùn)算來“猜測”，因此對原圖的質(zhì)量有一定影響的。,19,二. * Camera的情況介紹,1. *的優(yōu)勢 *在韓國是第一家生產(chǎn)攝像頭的公司； *的Camer的種類在世界上是最多的； Camera中的LENS是*自己生產(chǎn)； 可根據(jù)客戶的要求開發(fā)Camera； Sensor的供貨沒有問題； *既可做CMOS，又可做CCD。,20,2. *的產(chǎn)品,像素,Sensor,注：圖中用桔黃色表示的產(chǎn)品會在9月中旬出來,21,3.*的技術(shù)支持 對于一個手機(jī)想要裝攝像頭的話，下面幾個部分缺一不可：Camera ModuleSystem LSILCD。想要在LCD上看到好的圖像就必須把三個方面要調(diào)試好，這三個方面的調(diào)試過程中*都可提供技術(shù)支持。而且在客戶測試*產(chǎn)品時會隨時提供技術(shù)支持。 4.和*合作的LSI廠商 *Core lojic *Mteck Vision *Cross S&T *EPSON *SUM PLUS,22,4.*的封裝 目前市場上有兩種封裝方式：COB和CSP 其中CSP方式采用SMT焊接，而COB采用周邊拉線方式.采用CSP方式良品率高，最高可達(dá)98。而采用COB方式則最高只能達(dá)到85。COWELL采用的是CSP封裝。,COB,CSP,23,5.目前市場上CMOS的一些情況