攝像頭模組,全稱CameraCompact Module,簡寫為CCM。CCM 包含四大件: 鏡頭(lens)、傳感器(sensor)、軟板(FPC)、圖像處理芯片(DSP)。決定一個攝像頭好壞的重要部件是:鏡頭(lens)、圖像處理芯片 (DSP)、傳感器(sensor)。CCM的關鍵技術為:光學設計技術、非球面鏡制作技術、光學鍍膜技術。
工作原理:物體通過鏡頭(lens)聚集的光,通過CMOS或CCD集成電路,把光信號轉換成電信號,再經過內部圖像處理器(ISP)轉換成數字圖像信號輸出到數字信號處理器(DSP)加工處理,轉換成標准的GRB、YUV等格式圖像信號。
LENS部分
EFL:effective focal length 有效焦距,就是透鏡系統中心到成像焦點的距離
FOV:field of view 視場角,就是鏡頭能拍攝到的最大事業范圍,指對角線視角。視場角分為垂直、水平和對角線三種
F/NO:F-number 焦數,即有效焦距(EFL)與入射瞳孔直徑(EPD)的比值,F/NO=EFL /EPD
Image Circle:像素圈,指光學系統所成像的最大區域。
TTL:total track length 鏡頭總高,總高分為光學及機構,一般在光學式樣中為光學TTL,在鏡頭圓面中為機構TTL,光學TTL為從光學系統的第一片鏡片至成像面的長度,如下圖紅色箭頭長度,機構TTL為從Barrel頂端至成像面的長度,如下圖藍色箭頭長度。
BFL:back flange length 后焦,指鏡頭最后端至成像面的長度,如下圖紅色箭頭長度
lllumination: 相對照度,指物體或被照面上被光源照射所呈現的光亮程度,稱為照度。相對照度為中心照度與周邊照度比值。 RI=邊緣照度/中心照度*100%。
CRA:chief ray angel 主光線角度。就是光線由物的邊緣出射,通過孔徑光欄的中心最后到達像的邊緣,圖中紅色的線就是主光線,主光線角度為主光線與平行光線的角度。
Sensor部分
對於現在來說,sensor主要分為兩類,一類是CMOS,一類是CCD,
CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor(互補金屬氧化物半導體)分辨率在同像素下比CCD要低,噪音要多,工藝簡單,成本低,外圍集成度高,大部分廠商使用
CCD:Charge-coupled Device 電荷耦合元件,工藝較復雜,成本高,成像更佳,只有少數廠商掌握
而且現在CMOS是一個趨勢。對於鏡頭來講,一個鏡頭只能適用於一種傳感器,且一般鏡頭的尺寸應該和sensor的尺寸一致。
Sensor按工藝分類有兩種:CSP&COB:
CSP:chip scale package(sensor底部錫球通過錫膏與FPC開創PAD接觸連接)
優點:模組工藝簡單,particle容易控制,生產良率高;
缺點:在成像區表面有cover glass層,增加了sensor本身成本,成本高。
COB:chip on board(通過膠使sensor與FPC相接觸)
優點:產品光透性相對較好,模組厚度相對較低,對lens后要求小;
缺點:模組廠商設備投入大,制程復雜,良率較難控制(尤其是POD&POG)。
POD:particle on die 模具上的粒子,污點,sensor傳感器上;
POG:particle on glass 鏡片上的粒子,大的臟的區域,在lens鏡頭上;
OC:off center 偏離重心,組裝,x,y坐標軸;
RI:黑場白場,中心與四周的對比;
OPT:one time programable 一次性編譯, 一次燒錄。
COC:circle of confusion 模糊圈(彌散圈),一般情況下,COC的尺寸為sensor像素大小的兩倍
DOF:depth of focus 景深,有位置和大小,位置即對焦點(被攝主體)的位置,大小即對焦點附近清晰范圍的大小,景深的大小與lens的焦距、光圈;以及sensor的plxel size有關。
MTF/SFR:modulation transfer function (調制傳遞函數)解析度力,黑白線,比如13m=1300xp,做到要求20m
在車間單獨拍照,每個料拍三張,分別是center 4:3~4:3 ;left 16:1~1:1 ;right 1:1~16:1
AF:auto focus 自動對焦
FF:fixed focus 定焦鏡頭
MF:Micro focus 兩檔變焦攝像頭
PDAF:Phase Detection Auto Focus 相位檢測自動對焦
AE:automatic exposure 自動曝光
SPC:shield pixel correction 掩蔽像素校正
DCC:defocus conversion coefficient 離焦轉換系數
CDAF:contrast detection focus 反差對焦
AWB:automatic white balance 自動白平衡,通過圖像調整,是在各種光線條件下拍攝出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同。
SFR:spatial frequency response 主要是用於測量隨着空間頻率的線條增加對單一影像的所造成影響。簡言之SFR是MTF的另一種測試方法,這種測試方法在很大程度上精簡了測試流程。SFR的最終計算是希望得到MTF曲線,SFR的計算方法和MTF雖然不同但是在結果上是基本一致的。
變焦馬達:
VCM:voice coil motor音圈馬達(常用)
SM:stepping motor 步進馬達
PM:piezoelectric motor 壓電馬達
中置馬達與普通馬達對比
1)模組上電后,中置馬達自動位於中間(code=512)位置,可以保證PDAF過程中馬達能夠位於線性區域,確保PDAF的准確性。
2)普通馬達在大步幅跳變時,DLC模式下,穩定性差,無法實現快速對焦,不適合PDAF。
3)在姿勢差方面,中置馬達比普通馬達相對差一點,一致性較差,對兩個中置方案分別測試32PCS模組,不同的中置馬達姿勢差存在較大差異。
DLC模式。
CloseLoop 閉環馬達
優點:
1)由於霍爾元器件的存在,能夠消除馬達遲滯對PDAF校准的影響,馬達的一致性最好。
2)馬達的穩定時間快於中置馬達。
缺點:
1)價格比別的中置馬達和普通馬達更加貴。
driver IC
1)開環式driver IC
2)閉環式driver IC