手机摄像模组基本知识

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1、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: Flexible Printed Circuit 可挠性印刷电路板PCB: Printed Circuit Board印刷电路板Sensor:图象传感器IR

2、:红外滤波片Holder:基座Lens:镜头Capacitance : 电容Glass:玻璃 Plastic:塑料CCM：CMOS Camera Module 1.2 名词1. 模组组成（图示）及原理（光学及电子） BGA: Ball Grid Array Package 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: Chip Scale Package芯片级封装。COB: Chip on board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: Chip on glassCOF: Chip on FPCCLC

3、C: Ceramic Leaded Chip Carrier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 : Plastic Leaded Chip Carrier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。 1.3 sensor分类分类规格指标 成像原理 CMOS、CCD封装工艺 CSP-I、CSP-II、COB像素范围CIF、 VGA、 SXGA、 UXGA、 QXGA、10万、30万、130万、200万、300万、像面尺寸 1/3 、 1/4 、 1/5 、1/6 、其他工艺 SMT、BANDING；有铅（Pb)、无铅（RoHS,

4、Pb）1. 模组组成（图示）及原理（光学及电子） 1.4 sensor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） 1.6.1 CCD（Charge Couple Device）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.

5、6.2 CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）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。1.5 CCD和CMOS的区别2. 芯片的特点、分类、发展2.1 芯片分类和特点序号名称像素尺寸 高度接口电源帧率输出功率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)

8、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。RAW DATA格式:是CCD或CMOS在

9、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

10、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 (Effective Focal Length) 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：View Angle (Field

11、 Of View) 一般用表示半视角。 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：Relative Illumination 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

12、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、

13、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