摄像头模组基础扫盲
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摄像头模组基础知识扫盲
照相机模组的结构主要包括摄像头主体、控制电路、晶片、处理器、显示屏、电池等部件。
它们的功能是收集需要处理的视频信号,通过晶片及处理器处理和输出到显示屏,实现图片或视频的传输。
从外形上分,摄像头模组的外形有枪型、球型、罩型等,其中枪型摄像头模组主要用于长距离安全监控,球型摄像头模组用于多用途监控,例如家庭安防监控,而罩型摄像头模组则用于近距离的监控。
摄像头模组主要由硬件和软件两部分组成。
硬件包括镜头、摄像机模组、录像机模组等部件。
镜头是摄像头模组的核心部件,允许光线进入摄像头,控制光线的聚焦距离和角度,影响拍摄的效果。
摄像头模组用于捕捉图像并将图像变成数字信号,将其输出到处理器进行处理。
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。
手机照相模组镜头的选用基础知识手机照相模组镜头的选用,是电子工程师遇到头痛的问题,因为它和光学密不可分。
下面简单介绍一下选用的基本概念1.成本方面:VGA有2P,3P.1G2P等设计(P:塑胶镜片,多数是非球面,G玻璃镜片)1.3M以上有3P,1G3P等设计根据成本要求选用不同的镜头,但效果也会不同2.SENSOR方面:根据方案所要求的SENSOR不同(常见的CMOS有OV,Micron,MAGNACHIP,Agilent ,Silicon等等20多家),每种SENSOR封装形式不同,成像面积不同,像素点不同.所选用的镜头参数会有不同3.结构方面:根据方案所要求的结构,对SENSOR和镜头也提出了要求,比如同样是VGA的,SENSOR可以是1/6",1/5",1/4",HOLDER大小也会从5.5*5.5,6*6,7*7,8*8变化不一.最重要的要想手机做薄,模组总高是很重要的参数(光学上会用TTL做参考)比如同样是VGA的最低可以做到3.4~3.5MM高,高的会到6~7MM高.4,效果方面:很多人认为,手机拍照谈不上效果问题,其实很多手机供应商迫于价格的压力只能选用效果较差的SENSOR和镜头,甚至去差值,拍照效果肯定很差,在手机上看看还可以,下到电脑里就不敢恭维了.真正效果好的不比DSC差,但是价格相对会高,选用CCD SENSOR,带ZOOM的镜头,品质好的镜头,带有模造技术的玻璃非球面镜片等等。
同样我们的design house们对图像处理技术的深入了解,在镜头方面膜系设计的配合下,也会带来拍摄效果的提升。
手机摄像头知识全揭密摄像头按结构来分,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。
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。
常见的sensor厂商
现在大部分市场被OV豪威科技供给所占据着,micron也占有一定的市场份额。
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:
CSP:chip scale package,主要由OV在用此封装格式。
COB封装即chip On board,就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电气连接,主要是samsung和micron在用。
那么两种封装形式如下图所示。
聚焦原理
对于AF和AZ形式的摄像头来说,那么要实现自动对焦的方法,基本上也就是利用音圈马达(v oice coil motor),步进马达(stepping motor),压电马达(piezoelectric motor),这里主要介绍一下音圈马达是如何工作的。
在上面的描述中,提到过MTF,即模量传递函数。
关于镜头和sensor几点说明Blemish(污垢)
Shading(明暗差别)
Color performance and gray scale
这两个参数一个是反应色彩还原,一个是反应灰度色阶分辨。
View angle /distortion
一般以对角线作为标准,这个是由镜头决定的。
曲变,主要有桶形和枕形,可接受的标准不超过1%。
这里关于白平衡(AWB)进行一些说明,白平衡指的是在光线不断变化的情况下,对色彩准确重现的能力,一般的传感器都有自动白平衡功能。
CRA部分
由上面的描述可以知道,最大的能够聚焦到传感器上面,并且能够覆盖整个像素平面。
Lens 的CRA最好和sensor CRA 匹配,若是有偏差,最好不要偏差2°。
Lens:CRA小于sensorCRA,会出现四周偏暗的情况,此时光线达不到pixel的边缘;
lensCRA大于sensorCRA,光线折射到临近的pixel,导致pixel之间出现串扰,出现图像的偏色,在图像四周变现的更明显,因为CRA从图像中心到四周是呈曲线状上升,逐渐变大的。