手机摄像模组基本知识

目录1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）2.芯片的分类、特点、发展3.模组与手机方案设计的关系4.模组生产相关技术及图纸1.1模组构造图镜片2镜片3镜片4镜片1FPCSENSORIRHOLDLENS感光区SENSOR结构说明GLASSDIE不绣钢片和补强PIFPC结构及材质说明保护膜基材ADCUADPIADCU保护膜ADPI1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）1.2名词1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）FPC:FlexiblePrintedCircuit可挠性印刷电路板PCB:PrintedCircuitBoard印刷电路板Sensor:图象传感器IR:红外滤波片Holder:基座Lens:镜头Capacitance:电容Glass:玻璃Plastic:塑料CCM：CMOSCameraModule1.2名词1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）BGA:BallGridArrayPackage球栅阵列封装，在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚。CSP:ChipScalePackage芯片级封装。COB:Chiponboard板上芯片封装,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现。COG:ChiponglassCOF:ChiponFPCCLCC:CeramicLeadedChipCarrier带引脚的陶瓷芯片载体，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形。PLCC:PlasticLeadedChipCarrier带引线的塑料芯片载体，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形，是塑料制品。1.3sensor分类SMT、BANDING；有铅（Pb)、无铅（RoHS,Pb）其他工艺1/3″、1/4″、1/5″、1/6″、…像面尺寸像素范围封装工艺成像原理分类CIF、VGA、SXGA、UXGA、QXGA、…10万、30万、130万、200万、300万、…CSP-I、CSP-II、COBCMOS、CCD规格指标1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）1.4sensor的平面图SENSOR封装中心点（0，0）成像面中心点（227.3，122.2）1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）1.模组组成（图示）及原理（光学及电子）1.6.1CCD（ChargeCoupleDevice）定义：即电荷耦合器件，它是目前比较成熟的成像器件，是以行为单位的电流信号。传统彩色CCD感光单元及滤色镜的排列是方形的，以G-R-G-B型CCD为例，可以简单理解为4个感光单元的中心点构成一个“像素点”，这样，每个感光单元的光值都是复用的，使用了4次（边缘部位除外），每4个感光单元计算出4个像素。1.6.2CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）定义：即互补型金属氧化物半导体。它被看作未来的成像器件，因为CMOS结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，从而生产成本可以降低。从原理上，CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，更为敏感，速度也更快，更为省电。现在高级的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工艺还不是十分成熟，普通的CMOS分辨率低而成像较差，太容易出现杂色点。1.5CCD和CMOS的区别2.芯片的特点、分类、发展2.1芯片分类和特点110mWRGB151.8/2.8/3.320/249051/3QXGAOV363011125mWYUV/RGB151.3/2.8/3.320/249051/4UXGAOV26401080mWYUV/RGB152.5/3.020/249051/5.5SXGAOV966009TBDYUV/RGB151.8/2.5/3.320/2410051/4SXGAOV96550850mWYUV/RGB151.8/2.5/3.320/2410051/4SXGAOV96530750mWYUV/RGB151.8/2.5/3.320/248201/4SXGAOV96500680mWYUV/RGB301.8/2.5/3.0248851/10VGAOV76800560mWYUV/RGB301.8/2.5/3.0248851/6VGAOV76700440mWYUV/RGB301.8/2.5/3.3248201/5VGAOV766003TBDYUV/RGB301.5/1.8/2.8/1.5-3.3248671/6.2VGAPO6030K0241.15mWYUV/RGB301.5/1.8/2.8/1.5-3.3246601/11CIFPO4010N01功率输出帧率电源接口高度尺寸像素名称序号3.模组与手机设计方案的关系3.2常见的连接方式金手指(ZIF)连接连接器(Connector)连接插座(Socket)连接3.模组与手机设计方案的关系3.3常见的输出格式对颜色进行编码的方法统称为“颜色空间”或“色域”。用最简单的话说，世界上任何一种颜色的“颜色空间”都可定义成一个固定的数字或变量。RGB格式:采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示红色、绿色以及　　　　　　蓝色的强度。每一个像素有三原色R红色、G绿色、B蓝色组成。YUV格式:是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法，属于PAL。其中“Y”表　　　　　　示明亮度(Luminance或Luma),就是灰阶值；而“U”和“V”表示色度　　　　　　(Chrominance或Chroma),是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的　　　　　　颜色。RAWDATA格式:是CCD或CMOS在将光信号转换为电信号时的电平高低的原　　　　　　　　　　始记录，单纯地将没有进行任何处理的图像数据，即摄像元　　　　　　　　　　件直接得到的电信号进行数字化处理而得到的。　3.模组与手机设计方案的关系3.4与手机结构的配合*特别关注*SENSOR的摆放位置很重要，有能力的设计公司可以通过内部寄存器对图像进行镜像，但很多的客户做不到或不愿意。如果是图像旋转90度，则必须修改SENSOR的摆放位置。*特别关注*SENSOR的输入电压有多种实现,必须事先与客户沟通好有关的细节。1.全部由外部（手机基带）直接供给；2.部分可由SENSOR内部自动产生；3.可以由模组内部增加电路来实现。*特别关注*模组与手机的配合,尤其是FPC软硬、弯折、以及连接方式和可靠性，必要时需要同客户一同探讨可行的方案。*特别关注*模组镜头与手机上下盖的配合，尤其是能够容忍的公差范围、HOLDER高度、LENS端面直径，甚至镜头的光栏口径等。*特别关注*模组在手机生产装配、维修等过程中工序、工艺的成熟和可靠性。避免出现装上去没有什么问题,一旦拆卸很多隐患。4.模组生产相关技术及图纸4.1镜头4.模组生产相关技术及图纸4.1.1镜头常识4.1.1.1焦距：EFL(EffectiveFocalLength)一般用f表示。　　　定义：在光学系统中，主平面到焦点的距离。4.1.1.2视场角：ViewAngle(FieldOfView)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。4.1.1.3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。4.1.1.4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。4.1.1.5相对照度：RelativeIllumination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。4.1.1.6分辨率：Resolution定义：是反映光学系统能分辨物体细节的能力，它是一个很重要的性能，用来作为光学系统的成像质量最重要指标。4.模组生产相关技术及图纸4.1.2镜片材质镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的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。现在市场上的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：1P、2P、1G1P、1G2P等）。光学玻璃主要优点：1.光学玻璃透光率佳。2.热膨胀系数和折射率的温度系数比光学塑胶低的多。主要缺点：1.光学玻璃一般制作球面，校正球差、慧差、畸变、像散等像差有一定的局限性。2.光学玻璃密度大而重、工序多、成本高。玻璃材料：ZLAF、LAF、ZF、BAK、LAK、ZK等系列。。•光学塑料•主要优点：1.非球面镜片的面型是由多项方程式决定的，其表面各点的半径各不相同，在光学系统中引进非球面，可以校正球差、慧差、畸变、像散等像差，使光学系统像质提高。•2.塑料非球面光学零件由于具有重量轻、成本低、易于模压成型以及耐冲击性能好等优点，在军事、摄影、医学、工业等领域有着非常广阔的应用前景。•主要缺点：热膨胀系数和折射率的温度系数比光学玻璃大的多。•塑胶材料：PMMA、PC、PS、ZONEX、TOPAS等。4.1.2镜片材质4.模组生产相关技术及图纸