深圳市银之杰科技股份有限公司 摄像头基础知识培训 一.摄像头种类 (3) 二.USB摄像头工作原理 (3) 三.摄像头零件解构 (4) 1、图像传感器SENSOR (4) 2、数字信号处理芯片DSP (5) 3、镜头（LENS） (5) 4、USB线 (7) 四.摄像头驱动 (9) 五.摄像头的一些名词分辩率 (9) 1、分辨率 (9) 2、感光面积 (10) 3、灯光条纹（属于软件问题） (10) 4、景深 (12) 5、清晰度 (13) 6、坏点（属于硬件问题） (13) 7、色彩还原 (14)
8、FOV (14) 9、帧率 (15) 10、视频格式 (16) 11、失真（畸变） (17) 12、白平衡 (18) 13、曝光 (19) 14、带宽 (20) 15、DPI (21) 16、拍照方式 (22) 17、错误码 (23)
一.摄像头种类 摄像头是一种光电转换设备，种类主要包括USB 摄像头(USB 接口)，手机摄像头(DVP&MIPI 接口)，模拟摄像头(AV 接口，主要用于监控，车载等)，网络摄像头(RJ45&无线接口，主要用于监控)等。 USB 摄像头手机摄像头模拟摄像头网络摄像头 二.USB 摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为： 景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
三.摄像头零件解构 1、图像传感器SENSOR 在摄像头的三大结构组件中，我认为最重要的就是图像传感器了，因为感光器对成像质量起着决定性的作用，如果图像传感器效果不怎么好，无论后端的DSP和电脑端应用软件再强大，也不可能让图像效果有大的提升，而一个效果好的图像传感器采集到的图像甚至可以不需要后端处理。 感光芯片可以分为两类： CCD（charge couple device）：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 CCD的价格比较高，多用在网络摄像头，车载摄像头等监控设备上，还有就是数码相机，而CMOS摄像头则是非常主流（性能，包括价格）的大众级产品，从理论上说，CCD 传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。 简单地讲，就是CCD摄像头成像质量会更好，图像明锐通透、细节丰富，色彩还原度好，曝光准确。 之前的CMOS都是属于前照式，但随着科技的发展，现在的CMOS也发展出了背照式CMOS，背照式CMOS的制作工艺和前照式不同，能增大感光量，提高拍摄灵敏度，显著提高低光照条件下的拍摄效果，像现在我们的手机和数码相机800万及以上的摄像头，都已经采用了背照式。
1. 相机基础知识 按感光器件类型可分为2大类,CCD器件和CMOS器件 CCD CMOS 设计单一感光器,集中统一放大每个感光器连接放大器 灵敏度同样面积下,感光开口小灵敏度底 成本线路品质影响程度高,成本高CMOS整合集成,成本低 解析度连接复杂度低,解析度高新技术解析度高 噪点比单一放大,噪声低放大器多,特性不一致,噪点高功耗比需外加电压,功耗高直接放大,功耗低 按用处分类可分为视觉相机和安防监控相机两大类 机器视觉安防监控 触发采集模 式 含有触发采集接口无触发采集接口分辨率从高到低都有, 很丰富一般较低 程序接口有完善的程序开发库, 尤其对图像捕捉功能支持很 齐全 一般只有连续视频捕捉功能 价格贵很便宜 数据传输接口各种类型都有: USB, 千兆以太网, Cameralink, 1394 目前以模拟接口为主, 数字接口 较少 按感光单元排列方法分为线阵扫描相机和面阵扫描相机 线阵相机面阵相机 结构特点结构简单, 在同等分辨率下的成本较低结构复杂,在同等条件下成本高
应用场合匀速运动的物体,如工业流水线可以使静止的, 也可以是运动的 分辨率512, 2K, 4K/行640x480, 800x600, 1024x768, ...2048x1536或者更高 光源光源只需要一窄条,这个画面比较均匀, 能在低照度下工作 整个面的光源较难做到均匀,照度要求高 彩色相机 形式 三线CCD,或者棱镜分光彩色滤光膜, bayer算法按彩色形成方式:
2: 镜头基础知识 镜头外形 机器视觉常用定焦镜头，并且都是手动调整光圈，一般不允许自动调整光圈，镜头上有调焦和调光圈两个环，为了防止误碰动 ，工业镜头的两个环都有锁定螺丝。 注意调焦环不是用来调整焦距，而是调整像距，保证清晰图像落在焦平面上 常用镜头参数：焦距 焦距是镜头最常用的参数，我们包装检测系列产品中使用的镜头有 3.5mm,4mm,6mm,8mm,12mm等多种规格(1/3”CCD的标准镜头为8mm)。 除杂系列产品一般都使用28mm的广角镜头(线扫描相机的标准镜头大概是40mm左右)。 焦距越小的镜头越不好做，价格越高，边缘变形等问题越大，所以尽量选用标准镜头，性价比最高
早节 号 内 容 页数 1 FPC/PC 布局设计 2 2 FPC/PC 线路设计 5 3 FPC/PC 工艺材质要求 8 4 模组包装设计 9 1、FPC/PC 布局设计 (1 )普通定位孔直径 二Holder 定位柱尺寸+定位柱上公差+0.05mm 公差为 +/-0.05mm 。 如果把定位孔做成沉铜孔，则沉铜孔直径 二Holder 定位柱尺寸+定位柱上 公差 +0.05mm 公差为 +/-0.08mm 。 o y (2) 普通定位孔间距的公差为0.05mm 沉铜孔的间距公差为0.08mm (3) CO 单片PC 板上必须有DIEBON 标识，压焊标识，且整版上必须有 SM 标 识; 对于Socket 结构的整版PCB 无论是CS 还是CO 的都需要加防呆标识 || —么 M- 2—_
（4） PC 和FPC 勺贴片PAD!邦线PA 之间的走线距离要大于0.3mm,避免SMT 占片 的时候锡膏回流到邦线PA 上去。 （5） 邦线PA 功边缘距离芯片0.1mr 与0.35 mr 之间，邦线PA ［外边缘距离 Holder 在0.1mn 以上。 （6） 电容距离芯片和Holder 内壁必须保证在0.1mn 以上。 电容要靠近芯片滤波PAD （7） 金手指连接的FP （需要把整个金手指开窗出来；对于双面金手指，顶层和 底层一定要错开开窗，错开的距离保证在 0.25mm 以上 」「 P J J rr rpLcrLC- Lm 、 u - 「「 「 h .一： Jn J- rTLTULTL L L -Lnrm- rTTKLTTL^ L L ,?」一」 rpk^TLTLr^ ▼ I —1亦「 J I —L^-d b JT -Lm- FtrrLrrL LM 「-lr-Lrnr-d o r^rLrLrrL^- 订厂 -p n ciJn q .. .-L L J 「 - o U_U —Li —Lfl^-u o p —p —p —o J 一 o pkrLTLTFL o X I 「J 「 + - ■ 「■ 1 .■ ; o
章节号内容页数 1 FPC/PCB布局设计 2 2 FPC/PCB线路设计 5 3 FPC/PCB工艺材质要求8 4 模组包装设计9 1、FPC/PCB布局设计 （1）普通定位孔直径=Holder定位柱尺寸+定位柱上公差+0.05mm，公差为+/-0.05mm。 如果把定位孔做成沉铜孔，则沉铜孔直径=Holder定位柱尺寸+定位柱上公差+0.05mm 公差为+/-0.08mm。 （2）普通定位孔间距的公差为0.05mm； 沉铜孔的间距公差为0.08mm。 （3）COB单片PCB板上必须有DIEBOND标识，压焊标识，且整版上必须有SMT标识； 对于Socket结构的整版PCB，无论是CSP还是COB的都需要加防呆标识。 （4）PCB和FPC的贴片PAD与邦线PAD之间的走线距离要大于0.3mm,避免SMT贴片的时候锡膏回流到邦线PAD上去。
OK：Failed： （5）邦线PAD内边缘距离芯片0.1mm与0.35 mm之间,邦线PAD外边缘距离Holder在0.1mm以上。 （6）电容距离芯片和Holder内壁必须保证在0.1mm以上。 电容要靠近芯片滤波PAD。 （7）金手指连接的FPC需要把整个金手指开窗出来；对于双面金手指，顶层和底层一定要错开开窗，错开的距离保证在0.25mm以上。 （8）FPC银箔接地的开窗形状为椭圆形，且双面开窗的位置一定要错开，不允许有重合部分，错开距离保证在0.5mm以上。 对于受控图纸中表明FPC有弯折要求的，在样品的制作要求中必须标示弯折的位置和角度，并在技术标准明确的体现出来，禁止在弯折处开窗，对满足“几”字形特殊弯折要求的，必须标示出来。
行业内的资深人士讲话总是听不明白，现在我们来补一补基础的知识。 CCD CCD(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似，光线穿过一个镜头，将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是，CCD既没有能力记录图形数据，也没有能力永久保存下来，甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器，一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状，最大的有2×2平方英寸。 CMOS CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导所需的大量资料。CMOS传感器便于大规模生产，且速度快，成本较低，是数码相机关键器件的发展方向之一。 白平衡（White Balance） 在不同光源下，因色温不同，拍摄出来的相片会偏色。如色温低时光线中的红，黄色光含量较多，所拍的照片色调会偏红，黄色调，色文高时光线中的蓝、绿色较多，照片会偏蓝、绿色调。此时便需要利用白平衡功能来作修正，其原理是控制光线中红，绿及蓝三元色的明亮度，使影像中最大光位达到纯白，便能令其它色彩准确。 插值（Interpolation） 在不生成像素的情况下增加图像像素大小的一种方法，在周围像素色彩的基础上用数学公式计算丢失像素的色彩。有些相机使用插值，人为地增加图像的分辨系。 Bit（位） 这是计算机图像中的术语，用来描述生成的图像所能包含的颜色数。“深度是8位”意味着图像只含有256种颜色。现在的数码相机，每一种颜色的颜色深度都是8位。由于每一个像素的颜色都是是由红
CCD（电荷耦合器）摄像头基本知识 现在科学级的摄像头比前几年更尖端，应用领域也更广了。在生物科学领域，从显微镜、分光光度计到胶文件、化学放光探测系统，都用到了CCD的摄像头。但是很多研究工作者对CCD的指标仍云里雾里。下面对CCD的一些常见指标进行表述。 常见的CCD一般指：CCD摄像头和插在电脑的采集卡 区别数字摄像头与模拟摄像头 所有CCD芯片都属于模拟的设备。当图像进入计算机是数字的。如果信号在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个CCD被认为是模拟CCD。数字摄像头事实上是由内置于摄像头的数字化设备完成数字化过程，这样可以减少图像噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头提高了摄像头的信噪比、增加摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学级的绝大多数的CCD芯片都是由Koda k、Sony、SIT制造。 评价CCD的基本指标 信噪比SNR真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能，都尽力使信号（可达到满井电子的数目）最大同时尽可能减少噪音。 SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数 在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音，噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5- 10秒，CCD芯片就会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像。-20度的摄像头可以拍摄不超过5分钟的图像，- 40度的摄像头拍摄时间可以超过1小时。 像素面积
这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子，能产生更多信号。在1/2”、2/3”、1”的芯片上，像素点越大，像素越少。会影响空间分辨率。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。 要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此这种方法不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD 的总面积。而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的相同数目的像素，排列越密集，像素之间就越容易出现电流干扰，容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好，当然成本也会随之提高——并且不是成比例提高，而是以几何级数向上提 16 Bit摄像头 典型的真16bit的摄像头（能检测65536级灰度）都有很大的像素点（16- 30um）。然而这些摄像头非常贵，同时图像数据很大，传输速度很慢。在基因组和蛋白组研究中，16bit的摄像头在捕获DNA和蛋白图像上不太实用，一般用于深度太空的专业天文学研究。真实的16bit的CCD,24um*24um的像素点,1”大小只能有50万像素点。 扫描速度 8bit- CCD可以达到30帧，基本可以认为是同步的。不论模拟或数字的CCD，超过15帧可以接受。
网络摄像机基础知识 目录 一，什么是网络摄像机 (2) 二，网络摄像机的工作原理 (2) 三，网络摄像机产品结构： (2) 五，如何选择网络摄像机： (4) 成像质量 (4) 压缩方式 (6) 视频模块芯片方案 (8) 摄像机功能 (8) 软件功能 (8) 六，网络传输方式： (9) 七，供电方式： (9) 八，视频存储方式介绍： (9)
一，什么是网络摄像机 网络摄像机又叫IP 摄像机（或IP Camera)。“IP” 是“Internet Protocol”的缩写，是目前用于计算机网络及Internet 上最广泛的一种通讯协议。IP Camera为一种可生产数字视频流，并将视频流通过有线或无线网络进行传输的摄像机，已经超越了地域的限制，只要有网络都可以进行远程监控及录像，将大大节省安装布线的费用，真正做到远程监控无界限。 二，网络摄像机的工作原理 网络摄像机主要结合了互联网技术中先进的网络通讯技术和计算机数字多媒体领域中先进的图像语音压缩技术和图像控制技术，实现专业远程监控管理。 整套系统采用RJ45接口，TCP/IP、PPPOE等国际标准互联网通讯技术协议，适用于ADSL和LAN环境，能够直接架构在局域网、广域网和无线网络上。系统采用了嵌入式实时多任务操作系统，使用了功能强大的CPU完成视频压缩和传输的工作，网络用户通过专用软件或用浏览器直接观看图像，整个过程无须铺设专用视频传输和信号控制电缆，极大地提高了整个监控系统的稳定性和可靠性。通过网络摄像机，授权用户无论是LAN还是W AN，都可以在网络的任何计算机上通过计算机来控制远端系统的云台、镜头方位及镜头焦距、景深和光圈变化，采集现场图像，实施全方位监控。 网络摄像机将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。网络摄像机采用了最先进的摄像技术和网络技术，具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用，使用户免去了复杂的网络配置；内置的大容量内存存储警报触发前的图像；内置的I/O端口和通讯口便于扩充外部周边设备如：门禁系统，红外线感应装置，全方位云台等。提供软件包(SDK)便于用户自行快速开发应用软件。 三，网络摄像机产品结构： 网络摄像机=模拟摄像机+网络视频模块
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37.1 CCM(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
摄像头接口分类及基础知识
一、Camera 工作原理介绍 1．结构 2．工作原理 外部光线穿过 lens 后，经过 color filter 滤波后照射到 Sensor 面上， Sensor 将从 le ns 上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的 AD 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 DATA。如果集成了 DS P， RAW DATA 数据经过 AWB、则 color matr ix、 lens shading、 gamma、 sharpness、 A E 和 de-noise 处理，后输出 YUV 或者 RGB 格式的数据。 最后会由 CPU 送到 framebuffer 中进行显示，这样我们就看到 camera 拍摄到的景象了。3． YUV 与 YCbCr ． 一般来说，camera 主要是由lens 和 senso r IC 两部分组成，其中有的 sensor IC 集成了 DSP，有的没有集成，但也需要外部 DSP 处
理。细分的来讲，camera 设备由下边几部分构成： 1） 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) ，通常镜头结构有：1P,2 P,1G1P,1G3P,2G2P,4G 等。 2） sensor（图像传感器） Senor 是一种半导体芯片，有两种类型：CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件的缩写和 CMOS（Co mplementary Metal-Oxide Semiconductor）互补金属氧化物半导体。Sensor 将从 lens 上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的AD 转换为数字信号。由于 Sensor 的每个 pi xel 只能感光 R 光或者 B 光或者 G 光，因此每个像素此时存贮的是单色的，我们称之为 R AW DATA 数据。要想将每个像素的 RAW DATA 数据还原成三基色，就需要 ISP 来处理。 注：
一、摄像头结构和工作原理. 拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到电脑中进行处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。 数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 常见的摄像头传感器类型主要有两种， 一种是CCD传感器（Chagre Couled Device），即电荷耦合器。 一种是CMOS传感器（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）即互补性金属氧化物半导体。 CCD的优势在于成像质量好，但是制造工艺复杂，成本高昂，且耗电高。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但图像质量相比CCD来说要低一些。CMOS影像传感器相对CCD具有耗电低的优势，加上随着工艺技术的进步，CMOS的画质水平也不断地在提高，所以目前市面上的手机摄像头都采用CMOS传感器。
手机摄像头的简单结构 滤光片有两大功用: 1.滤除红外线。滤除对可见光有干扰的红外光，使成像效果更清晰。 2.修整进来的光线。感光芯片由感光体(CELL)构成,最好的光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点. 二、相关参数和名词 1、常见图像格式 1.1 RGB格式： 传统的红绿蓝格式，比如RGB565，RGB888，其16-bit数据格式为5-bit R + 6-bit G + 5-bit B。G多一位，原因是人眼对绿色比较敏感。 1.2 YUV格式： luma (Y) + chroma (UV) 格式。YUV是指亮度参量和色度参量分开表示的像素格式，而这样分开的好处就是不但可以避免相互干扰，还可以降低色度的采样率而不会对图像质量影响太大。YUV是一个比较笼统地说法，针对它的具体排列方式，可以分为很多种具体的格式。 色度(UV)定义了颜色的两个方面─色调与饱和度，分别用CB和CR表示。其中，Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异。 主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。 1.3 RAW data格式： RAW图像就是CMOS或者CCD图像感应器将捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据。RAW文件是一种记录了数码相机传感器的原始信息，同时记录了由相机拍摄所产生的一些元数据（Metadata，如ISO的设置、快门速度、光圈值、白平衡等）的文件。RAW是未经处理、也未经压缩的格式，可以把RAW概念化为“原始图像编码数据”或更形象的称
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1 CCM(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。 Sensor的封装 目前的sensor的封装形式，主要有两种CSP，DICE，CSP所对应的制程为SMT，DICE所对应的制程是COB，关于相关概念解释如下：
手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SＭＴ应用分析 摘要 随着通信技术的不断扩延，手机已成为人们生活、工作、学习、娱乐不可或缺的工具。而手机摄像头模组是手机中非常重要的组件之一,其品质的好坏直接影响手机整体品质的高低.因此在手机摄像头模组生产的过程中每一步都是要严格把关的,不能有丝毫的懈怠.在手机摄像头模组中，FPＣ软电路板是决定手机照相生成图片的关键组件之一,因此它的生产工艺及质量好坏显得尤为重要。 基于此,首先简单介绍了手机摄像头模组原理以及SＭT技术在手机摄像头模组生产工艺中的应用，着重阐述了手机摄像头模组FPC软电路板的改良设计和SMＴ生产工艺流程及产品质量分析。根据手机摄像头模组ＦPC软电路板的具体要求,合理进行SMT技术指标优化，分析研究了手机摄像头模组再流焊ＳMT焊接温度分布曲线.针对FPＣ软电路板产品设置了AＩＯ（autｏｍatｉc optｉcaｌinsｐection)检测及ICT在线测试方法。 ? 关键字：手机摄像头模组SMＴ AIO检测 ICＴ在线测试 ?Mｏbｉle phoｎe cａmera module production ｔeｃhnoloｇｙof SMT pｒocesseｓａnｄ SＭＴａｐplicatio
ｎ ABSＴRACT Summａry as ｃomｍunｉｃａtion tecｈnｏｌogies contｉnues exｐａnｓion， mobｉle pｈｏne ｈas become ｔhe peｏpｌe＇s liｆe， wｏrk，leａrn，ｐlay an iｎdiｓｐｅnsaｂle toｏl. Mｏbile pｈone cam ｅra module is one of thｅveｒy iｍpｏrtant compoｎeｎts in the mｏｂｉle ｐｈone, its quality direｃtlｙaffect tｈe overalｌlevel of qualitｙ phｏnes。 Iｎ tｈe ｍobilｅ phone cameｒa module produ ｃtiｏn ａt every step in the pｒocess is tｏstrictly, tｈerｅｃａn be no slacｋ。Ｍobile ｐｈｏne camｅra modｕle iｎ tｈｅ FＰＣflexible cｉrcuiｔ bｏarｄ is to ｄetermine ｔｈe key cｏmｐｏne ｎｔｓ oｆ the camera ｐhone pictuｒe， thereforｅｉts proｄｕｃti ｏｎ proceｓs anｄｔhe qｕaｌiｔy is pａｒticulａｒｌy ｉmportan ｔ． Based oｎ thｉs, thｅ first ｓimply introduced thｅmobile ｐｈone camerａ modｕlｅprinciｐle aｎd SMT ｔechnｏlogｙ aｎｄits ａｐｐlicatioｎｉn ｍｏbiｌe phone camｅra mｏdule pｒoductiｏn，ｆocｕｓing ｏｎ mobilｅ phonｅｃaｍera moduｌe is ｄeｓcrｉｂed ＦPＣ flｅｘible circuiｔbｏarｄ desigｎ anｄ analysis of ＳMT pr ｏｄuctioｎproceｓｓ and prｏduｃt quality. Acｃｏrｄinｇ to mｏbile phone cａｍera ｍodule FPC ｆlｅxibｌe ciｒcuit ｂoaｒd requiremenｔs, reasoｎable SMT tｅｃｈnicaｌｓpecｉfｉcatiｏns，ａnaｌｙsis of mobile ｐhｏne cameｒａ moｄｕle fｏr reｆlｏw ＳMT soldering temperature ｄistriｂｕtｉｏｎ cｕｒｖes．FPC flｅxｉｂｌe circｕｉt boaｒｄｓet AＩO prｏducts (automaｔｉc ｏｐticａｌ iｎｓpectｉon) test online test methｏｄs ａnd IＣT. Kｅywoｒd：mｏbile phonｅ cａｍｅra modulｅ;SＭT;ＡIO IＣT;oｎ-line ｔ
监控摄像头基础知识: 监控摄像头一般分为这几个部分：外壳、支架、红外灯、镜头、电路板。电路板是监控摄像头中最为关键的部分，一款监控摄像头的外形可能是一样的，但是价格和效果却有着天壤之别，这就是电路板不同的原因，监控摄像头电路板对应的是监控摄像头的方案，也就是不同的方案有不同的电路板，目前国内监控摄像的方案有2种，一种是CMOS方案；一种是CCD方案。COMS方案在具体制作电路板时，又分为很多，如PC1030方案等，CMOS方案的监控摄像头成像效果一般，颜色普遍偏白，色彩还原度和对画面的细节处理能力都不是很强，辨别CMOS方案的方法很多，一般CMOS方案电路板由于电路简单，都是双面板，板面积小，板上的芯片少。CCD方案是目前市场上面较成熟的一种方案，CCD就是硅半导体光学成像，这种方案市场上面见的最多的就是SONY方案和SHARP方案，也就是大家说的是SONY芯片和SSHARP 芯片。SHARP方案一般指的是SHARP芯片四分之一传感器，也有三分之一传感器的，不过市面上很少见，具体的芯片是SHARP38603主芯片＋SHARP2421传感器，SHARP方案成像效果比较理想，对色彩还原度也很逼真，和SONY方案相比，就是成像颜色较艳，用这种方案的监控摄像头性价比较高，区别方法是直接拆机看电路板上的大芯片是不是SHARP38603（传感器的型号是在传感器底面，拆机是看不到的）。SONY方案相对来说就要复杂些了，有SONY420线，SONY480线，SONY540线，SONY420线又分三分之一和四分之一，这里的三分之一和四分之一指的是传感器的尺寸，就是传感器的对角线长度是三分之一或四分之一英寸。SONY420线四分之一具体的芯片是SONY3142主芯片＋CXA2096＋SONY227传感器，SONY420线三分之一具体的芯片是SONY3142主芯片＋CXA2096＋SONY405传感器，2者的区别就是传感器大小的区别，三分之一成像效果比四分之一要稍好。SONY480线就是市面上卖家强调的高清摄像头了，具体芯片是SONY4103主芯片＋CXA2096＋SONY409传感器，SONY480线的成像效果比SONY420线的成像效果就上了一个档次了，SONY480线成像比420线的要柔和，色彩还原更逼真，所以价格也要贵上不少，一定要搞清楚，是SONY420线还是SONY480线，是480线的话，芯片是什么，这个很重要哦。SONY540线和SONY480线的区别就不是很大了，SONY520线的具体芯片是SONY3172主芯片＋CXA2096＋SONY409传感器。红外灯对于监控摄像头的夜视起着决定性的作用。红外灯从外观上面来分，有&3、&5、&8、&30，这里的数值指的是红外灯的本体直径，单位是mm。常用的&5又有度数区分度数有30度、45度、60度、75度、90度。度数越高，红外光线发射的越远相应的强度也越弱，对于15米以内的，一般是45度红外灯，中距离（15到30米）一般是60度红外灯，中远距离的话就是60度以上了，不过在中远距离的时候，为了让进距离也有好的红外效果，可以用混灯，就是灯板上面有2种以上的红外灯。目前红外灯的牌子很多，一般是台湾鼎圆灯芯质量较好，这里要说明的是是灯芯的品牌是鼎圆，而不是红外灯的品牌是鼎圆。监控摄像头红外灯的数量一般是12、24、36、48个，就&5型号的红外灯来说，12个红外灯的夜视有效距离是10到15米，24个红外灯的夜视有效距离是20到25米，36个红外灯的夜视有效距离是30到35米，48个红外灯的是40到50米，要想夜视看的远，除了选择高清晰的摄像头，还可
摄像头基础知识介绍 二、摄像头市场状况 随着网络的发展，IT产品的日趋普及，摄像头也基本上渐渐成为计算机的标配，更成为新新人类上网不可缺少的一部分。市面上的摄像头品牌非常多，产品良莠不齐，给消费者选购造成一定的困难。 三、摄像头基本知识介绍 摄像头主要由数字信号处理芯片DSP、CMOS传感器、镜头三部分组成，下面的篇幅我们将对摄像头的各组成部分作详细的介绍。 四、摄像头硬件组成 1、数字信号处理芯片DSP 数字信号处理芯片DSP是摄像头的大脑，效果相同于计算机里的CPU，它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备，是摄像头的核心设备。 DSP结构框架: （1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) （2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) （3. USB device controller(USB设备控制器) 中星微电子公司的301系列芯片是目前市面上最常见、效果最好的DSP芯片。（上图） 中星微(VIMICRO)301系列拥有影像光源自动增益补强技术，自动曝光、自动白平衡，色彩饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。动态画面流畅驱动，实时还原真实场景，层次表现力很强，图像变化十分平滑，视觉效果十分舒适。 2、CMOS传感器(SENSOR) CMOS传感器(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。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过数字信号处理芯片DSP处理采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。市场上的摄像头产品采用的CMOS 品牌主要有MICRON，HYNIX，TASC等这三家的市场占有率接近于100%。 目前主流的CMOS传感器（下图）
摄像头行场知识 行场频知识 行(水平)同步:控制电子束从右边返回起点(屏幕的左端),也叫行逆程,同步信号之间是效的视频信号. 场(垂直)同步:控制电子束从底部返回到顶部,也叫场逆程. 象素时钟=一行的有效象素*每幅画面的有效行数*场频＝分辨率*场频 过程：显像管电子枪发射的电子束在行偏转磁场的作用下从荧屏左上角开始，向右作水平扫描（称为行扫描正程），扫完一行后迅速又回扫到左边（称为行扫描逆程）。由于场偏转磁场的作用，在离第一行稍低处开始第二行扫描，如此逐次扫描直至屏幕的右下角，便完成了整个屏幕一帧（即一幅画面）的显示，之后，电子束重又回扫到左上角开始新一帧的扫描。 完成一行水平扫描的时间，确切地说应是第一行开始至第二行开始的间隔时间（行扫描正程时间＋行扫描逆程时间）称行周期，其倒数即为行频FH 同样，完成整个屏幕扫描的时间（场扫描正程时间＋场扫描逆程时间）称场周期，其倒数即为场频FV。 早期的显示器是采用隔行扫描方式，即先扫描奇数行1、3、5……直至终了(奇场)，再扫偶数行2、4、6……(偶场)，奇场与偶场合在一起才组成完整的一帧图像，帧频（刷新率）是场频的一半。现在绝大多数的电视机仍采用这种扫描方式，它的优点是 节省频带，缺点是刷新率低，图像有闪烁感，近距观看尤其明显，易使眼睛疲劳，因此 计算机显示器现在已经不采用这种扫描方式，代之以逐行顺序扫描。一场结束，也就是 一帧图像再现，场频与帧频已经统一 行频、场频与显示分辨率的关系 行频及场频与显示分辨率有关，在给定场频的条件下，显示分辨率越高，要求的行频也越高，它们之间的关系为 FH=FV×NL÷0.93 NL：电子束水平扫描线数。 NL÷0.93的原因是因为电子束扫到屏幕的最后一行后并不能立即回到原点，需要将电路中存储的能量泄放掉，这段时间称回扫期或者叫恢复期，大约占整个场扫周期的( 4～8)％，计算中取7％是合适的。 这一公式表明行频分别与场频、分辨率成正比，场频越高或者水平线数越多，要求的行频也越高。反过来说，行频越高，则允许显示器分辨率可变范围越大，场频也越高，显示器越好，当然价格也越贵。 一个简单实用的计算公式，根据显示器所要求的最高分辨率，算出该显示器视频放大器 的带宽B。 B=FV ×（NL÷0.93）×（DH÷0.8） DH：每条水平扫描线上的像素个数 NL：显示的扫描线数 括号里的数值分别代表每场的视在行数和每行的视在像素数。例如对分辨率为1024
手机摄像头基础知识 作为手机新型的拍摄功能，内置的数码相机功能与我们平时所见到的低端的（10万－130万像素）数码相机相同。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码摄像头的“胶卷”就是其成像感光器件，是数码拍摄的心脏。感光器是摄像头的核心，也是最关键的技术。 摄像头按结构来分，有内置和外接之分，但其基本原理是一样的。 按照其采用的感光器件来分，有CCD和CMOS之分： CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）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，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。因此，尽管CCD数目并不是决定图像品质的唯一重点，我们仍然可以把它当成相机等级的重要判准之一。目前扫描机、摄录放一体机、数码照相机多数配备CCD。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产CCD 的公司分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。CMOS（Complementary etal-Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电）和P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点，这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。 CCD和CMOS各自的利弊，我们可以从技术的角度来比较两者主要存在的区别： 信息读取方式不同。CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。 速度有所差别。CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。 电源及耗电量。CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。 成像质量。CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是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以及高端数码相机都使用CCD作为感
摄像头行场行频知识 行场频知识 行(水平)同步:控制电子束从右边返回起点(屏幕的左端),也叫行逆程,同步信号之间是效的视频信号. 场(垂直)同步:控制电子束从底部返回到顶部,也叫场逆程. 象素时钟=一行的有效象素*每幅画面的有效行数*场频＝分辨率*场频 过程：显像管电子枪发射的电子束在行偏转磁场的作用下从荧屏左上角开始，向右作水平扫描（称为行扫描正程），扫完一行后迅速又回扫到左边（称为行扫描逆程）。由于场偏转磁场的作用，在离第一行稍低处开始第二行扫描，如此逐次扫描直至屏幕的右下角，便完成了整个屏幕一帧（即一幅画面）的显示，之后，电子束重又回扫到左上角开始新一帧的扫描。 完成一行水平扫描的时间，确切地说应是第一行开始至第二行开始的间隔时间（行扫描正程时间＋行扫描逆程时间）称行周期，其倒数即为行频FH 同样，完成整个屏幕扫描的时间（场扫描正程时间＋场扫描逆程时间）称场周期，其倒数即为场频FV。 早期的显示器是采用隔行扫描方式，即先扫描奇数行1、3、5……直至终了(奇场)，再扫偶数行2、4、6……(偶场)，奇场与偶场合在一起才组成完整的一帧图像，帧频（刷新率）是场频的一半。现在绝大多数的电视机仍采用这种扫描方式，它的优点是 节省频带，缺点是刷新率低，图像有闪烁感，近距观看尤其明显，易使眼睛疲劳，因此 计算机显示器现在已经不采用这种扫描方式，代之以逐行顺序扫描。一场结束，也就是 一帧图像再现，场频与帧频已经统一 行频、场频与显示分辨率的关系 行频及场频与显示分辨率有关，在给定场频的条件下，显示分辨率越高，要求的行频也越高，它们之间的关系为 FH=FV×NL÷0.93 NL：电子束水平扫描线数。 NL÷0.93的原因是因为电子束扫到屏幕的最后一行后并不能立即回到原点，需要将电路中存储的能量泄放掉，这段时间称回扫期或者叫恢复期，大约占整个场扫周期的( 4～8)％，计算中取7％是合适的。 这一公式表明行频分别与场频、分辨率成正比，场频越高或者水平线数越多，要求的行频也越高。反过来说，行频越高，则允许显示器分辨率可变范围越大，场频也越高，显示器越好，当然价格也越贵。 一个简单实用的计算公式，根据显示器所要求的最高分辨率，算出该显示器视频放大器 的带宽B。 B=FV ×（NL÷0.93）×（DH÷0.8） DH：每条水平扫描线上的像素个数 NL：显示的扫描线数 括号里的数值分别代表每场的视在行数和每行的视在像素数。例如对分辨率为1024