摄像头模组(CCM)与镀膜
攝像頭模組(CCM)與鍍膜
手機鏡頭是有顏色的,而且不同的手機鏡頭顏色是不同的,有的是紅色,有的是藍色,有的還是金色。
除了手機鏡頭外,平時用的數碼相機鏡頭、望遠鏡、眼鏡等的鏡片都是有顏色的。這些顏色主要由于鏡片的表面都有一層薄薄的鍍膜,鏡頭表面所以會顯示不同的顏色,采用了不同的鍍膜的原因。鏡頭各種顏色的鍍膜,對鏡頭的成像是有這非常重要的作用的。
鍍膜主要作用
1、增透。當光線經過鏡頭時,約有4%-10%的光線會被鏡頭所反射(采用塑膠鏡片反射率會更高)。90%的透光率,但是一般鏡頭都是由幾個鏡片構成的,鏡頭由多個鏡片構成,最后到達傳感器的光線也就只剩下50%左右。
鏡頭內部被反射的光線還會在鏡頭內部重復反射,最后就會在傳感器上形成眩光或鬼影。如何增加透光率是一個非常重要的問題,普遍采用的方法是在鏡頭的表面增加一層鍍膜,這些鍍膜可以極大的增加某一段光譜的透光率。
需要增透的光往往不是單色的,而是有一定的頻寬。單層的增透膜只能對某一波長的單色光有完全增透的作用。需要多層鍍膜技術來改善可增透的光線覆蓋范圍。另外每層鍍膜不相同的反射率也可以提高光線的通過量。
當觀察鏡片表面時,所看到的顏色就是被反射回來的光線。反射回來的光線越少,這種鍍膜就越有效。
2、色彩校正。由于鏡片中材質或某些成分可能會導致鏡片對某些顏色的吸收率高,造成最終成像偏色。為了消除這種色差,鏡頭廠商會在鏡頭不產生額外眩光和鬼影的基礎上,增加一些其它顏色的鍍膜,如琥珀色、青色、紫色或藍色等的鍍膜,這些鍍膜可以平衡鏡頭的最終成像色彩。
攝像頭模組(CCM)介紹:
1、camera特寫
攝像頭模組,全稱CameraCompact Module,簡稱CCM,影像捕捉電子器件。。
2、攝像頭原理、camera組件
(1)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,轉換成標準的GRB、YUV等格式圖像信號。
(2)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。
鏡頭(lens)是相機的靈魂,鏡頭(lens)對成像的效果有很重要的作用,是利用透鏡的折射原理,景物光線通過鏡頭,在聚焦平面上形成清晰的影像,通過感光材料CMOS或CCD感光器記錄景物的影像。鏡頭廠家主要集中在臺灣、日本和韓國,鏡頭這種光學技術含量高的產業有比較高的門檻,業內比較知名的企業如富士精機、柯尼卡美能達、大立光、Enplas等。
傳感器(sensor)是CCM的核心模塊,目前廣泛使用的有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)元件;另一種是CMOS(互補金屬氧化物導體)器件。
電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge Coupled Device),使用一種高感光度的半導體材料制成,能把光線轉變成電荷,通過模數轉換器芯片轉換成數字信號。CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在組件上,所有的感光單位所產生的信號加在一起,就構成了一幅完整的畫面。CCD傳感器模塊以日本廠商為主導,全球規模市場有90%以上被日本廠商壟斷,以索尼、松下、夏普為龍頭。
互補性氧化金屬半導體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor),主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電)和 P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流,即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。CMOS 傳感器主要生產廠家有大立光,舜宇科技,歐菲光, OmniVision、Agilent、Micron,銳像、原相、泰視等,三星等。
圖像處理芯片(DSP)是CCM的重要組成部分,作用是將感光芯片獲得的數據及時快速地傳遞中央處理器并刷新感光芯片,因此DSP芯片的好壞,直接影響畫面品質(比如色彩飽和度,清晰度等)。
FPC柔性電路板(柔性PCB): 簡稱"軟板", 又稱"柔性線路板",連接芯片和手機。起到電信號傳輸作用。
3、camera模組的裝配方式
(1)定焦模組裝配圖
CCM分為定焦模組和自動變焦模組,其中定焦模組主要由鏡頭、鏡座、感光集成電路、軟性線路板、補強和鋼片裝配而成。
(2)自動變焦模組裝配
里面有個音圈馬達,這個只有高像素的模組才有。
自動變焦模組由鏡頭、音圈馬達、底座支架、感光集成電路、驅動集成電路和連接器組成,
(3)3D模組
3D是多幾臺攝像機拍攝。
4、攝像頭的一些技術指標
(1)圖像解析度/分辨率(Resolution)
QSIF/QQVGA
160 x 120
19200
QCIF
176 x 144
25344
SIF/QVGA
320 x 240
76800
CIF
352 x 288
101376
10萬像素
VGA
640 x 480
307200
30萬像素(35萬是指648X488)
SVGA
800 x 600
480000
50萬像素
XGA
1024 x 768
786438
80萬像素
SXGA
1280 x 1024
1310720
130萬像素
UXGA
1600 x 1200
1920000
200萬像素
QXGA
2048 x 1536
3145728
300萬像素(320W)
QSXGA
2592 x 1944
5038848
500萬像素
2816 x 2112
2947392
600萬像素
3072 x 2304
7077888
700萬像素
3200 x 2400
7680000
770萬像素
3264 x 2448
7990272
800萬像素
3876 x 2584
10015584
1000萬像素
(2)圖像格式(imageFormat/Colorspace)
RGB24,420是目前最常用的兩種圖像格式。
RGB24:表示R、G、B三種顏色各8bit,最多可表現256級濃淡,從而可以再現256256256種顏色。
I420:YUV格式之一。其它格式有:RGB565,RGB444,YUV4:2:2等。
(3)自動白平衡調整(AWB)
定義:要求在不同色溫環境下,照白色的物體,屏幕中的圖像應也是白色的。色溫表示光譜成份,光的顏色。色溫低表示長波光成分多。當色溫改變時,光源中三基色(紅、綠、藍)的比例會發生變化,需要調節三基色的比例來達到彩色的平衡,這就是白平衡調節的實際
(4)圖像壓縮方式
JPEG:(joint photo graphicexpert group)靜態圖像壓縮方式。一種有損圖像的壓縮方式。壓縮比越大,圖像質量也就越差。當圖像精度要求不高存儲空間有限時,可以選擇這種格式。目前大部分數碼相機都使用JPEG格式。
(5)彩色深度(色彩位數)
反映對色彩的識別能力和成像的色彩表現能力,實際就是A/D轉換器的量化精度,指將信號分成多少個等級。常用色彩位數(bit)表示。彩色深度越高,獲得的影像色彩就越艷麗動人。現在市場上的攝像頭均已達到24位,有的甚至是32位
(6)圖像噪音
指的是圖像中的雜點干撓。表現為圖像中有固定的彩色雜點。
(7)視角
與人的眼睛成像是相成原理,簡單說就是成像范圍。
(8)輸出/輸入接口
串行接口(RS232/422):傳輸速率慢,為115kbit/s
并行接口(PP):速率可以達到1Mbit/s
紅外接口(IrDA):速率也是115kbit/s,一般筆記本電腦有此接口
通用串行總線USB:即插即用的接口標準,支持熱插拔。USB1.1速率可達12Mbit/s,USB2.0可達480Mbit/s
IEEE1394(火線)接口(亦稱ilink):其傳輸速率可達100M~400Mbit/s
二、攝像頭工作原理
前面講了攝像頭模組的組成,工作原理。下面析攝像頭從寄存器角度是怎么工作的。如何閱讀攝像頭規格書(針對驅動調節時用到關鍵參數,以GT2005為例)。
規格書,也就是一個器件所有的說明,精確到器件每一個細節,軟件關心的寄存器、硬件關心的電氣特性、封裝等等。驅動方面,只看對有用的方面,沒必要全部看完。
Camera
控制部分為攝像頭上電、IIC控制接口,數據輸出為攝像頭拍攝的圖傳到主控芯片,所有要有data、行場同步和時鐘號。CMOS接口的圖像傳感器芯片,可以感知外部的視覺信號,將其轉換為數字信號并輸出。
VCM(Voice Coil Motor)音圈馬達
全稱Voice Coil Montor,電子學里面的音圈電機,是馬達的一種。因為原理和揚聲器類似,所以叫音圈電機,具有高頻響、高精度的特點。其主要原理是在一個永久磁場內,通過改變馬達內線圈的直流電流大小,控制彈簧片的拉伸位置,從而帶動上下運動。手機攝像頭廣泛的使用VCM實現自動對焦功能,通過VCM可以調節鏡頭的位置,呈現清晰的圖像。
VCM性能指標
VCM的性能主要是看電流和行程距離的比值。從啟動電流開始,電流上升要和所能驅動的行程距離成比例,所需要上升電流越小,精度越高,同時還看最大耗電量,最大功率,尺寸大小。
VCM分類
從結構上大致可分三類: (1)彈片式結構 ;(2)滾珠式結構; (3)摩擦式結構。
從功能上大致分為五類: (1)Open loop開馬達; (2)Close loop閉環馬達 ;(3)Alternate中置馬達 ;(4)OIS光學防抖馬達(分平移式、移軸式、記憶金屬式等);(5) OIS+Close loop六軸馬達 。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的摄像头模组(CCM)与镀膜的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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