攝像頭模組（CCM）介紹——攝像頭模組（CCM) 檢測方案（一）

 

 攝像頭模組(CCM)介紹  

攝像頭(Camera)作為電腦、手機、汽車輔助駕駛、可視電話、安全監控等智能終端必備的功能部件，已經與我們的日常生活息息相關。

 

  1：什么是CCM？  

緊湊攝像模組：Compact Camera Module

CMOS攝像模組：CMOS Camera Module

手機攝像模組：Cellphone Camera Module

 

  2：CCM主要組成部分  

鏡頭（Lens）、紅外濾光片（IR Filter）、圖像傳感器（Sensor IC）、數字信號處理（DSP）及軟板（FPC）。

  3：CCM分類  

按圖像傳感器類型分為：

CCD(Charge Couple Device)，稱為電荷藕荷器件；

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即互補金屬氧化物半導體。

 

CCD與CMOS比較：

 

按制造工藝分為：

CSP(Chip Scale Package)

特點：工藝簡單，Partical易控制，良率高；成像區表面有Cover Class層，增加了成本。

 

COB(Chip On Board)

特點：透光性較好，模組厚度較小，對Lens后要求小；設備投入大，制程復雜，良率難控制；

 

按鏡頭類型分為：

FF(Fixed Focus) —定焦；

MF(Manual Focus) —兩檔變焦；

AZ(Auto Zoom) —自動光學變焦。

AF(Auto Focus) —自動對焦；

 

  4：CCM相關技術與術語  

 

  4.1焦距f  

焦距是光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式，指平行光入射時從透鏡光心到光聚集之焦點的距離，以f表示。

 

  4.2視場角  

  4.3自動對焦(Auto Focus, AF)  

攝像頭模組的自動聚焦方法大致分為：

 

4.3.1對比度檢測法  

傳統的手機攝像頭，其對焦采用的是反差式對焦系統，其原理是根據焦點處畫面的對比度變化，尋找對比度最大時的鏡頭位置，也就是准確對焦的位置。

 

即:

a.未合焦狀態下，因為整個焦點的畫面處於虛焦狀態； 

b.開始對焦，鏡頭開始移動，畫面逐漸清晰，對比度開始上升； 

c.合焦狀態，畫面最清晰，對比度最高，但手機並不知道，所以會繼續移動鏡頭； 

d.繼續移動鏡頭發現對比度開始下降。進一步移動鏡頭，發現對比度進一步下降，手機知道已經錯過焦點； 

e.鏡頭回退至對比度最高的位置，完成對焦。

 

4.3.2相位檢測法(PDAF)  

相位檢測式對焦系統是單反相機上非常普及的一種對焦方式，其特點是對焦速度快，抓拍或拍攝移動物體時不易失焦，缺點是在光線較暗的情況下容易對焦失敗。

 

相位檢測對焦系統所采用的圖像傳感器有點不一樣，感光區域中的部分像素點被犧牲掉，這些像素被稱為掩蔽像素（Masked Pixels），是成對使用的。像素之間的距離、結合它們的相對變化，就可以幫助系統決定鏡頭到底需要為准確對焦而移動多遠。

 

掩蔽像素（Masked Pixels），由兩個像素組成，左邊像素只拍攝左邊圖像，右邊像素只拍攝右邊像素。左邊圖像和右邊圖像的值進行對比可以判斷出鏡頭應該往前移動或往后移動，當這兩個值一致時表示鏡頭跑到合焦位置。

 

PDAF通常是采用透鏡分離器系統，通俗點說，就是將光分為兩束，分別照射到兩邊對應的像素中，通過檢測信號及算法配合，確定准確度對焦位置。相比對比度對焦，在1-2幀就可以確定位置，對焦速度不言而喻。

 

  4.4光學圖像穩定系統(Image Optical Stabilization, OIS)  

OIS是光學圖像穩定系統的簡稱。它首先應包括一個可感測手抖的陀螺儀，該陀螺儀將手抖導致的相機傾斜角度測出，系統再根據該角度預測出傾斜導致的圖像偏移量，然后系統控制鏡頭相對於圖像傳感器平移而產生相同大小但方向相反的圖像偏移，由此將手抖造成的圖像偏移抵消掉，保證相機在手抖環境中依然可保持成像穩定。