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1、浅谈CCM摄像头 一.设计篇 二.制程篇 三.行业趋势 主讲人：鲁超 时间：2014-3-1 一.设计篇 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1 FPC SENSOR IR HOLD LENS 感光区 SENSOR结构说明 GLASS DIE 不绣钢片和补强 PI F P C 结构及材质说明 保护膜 基材 AD CU AD PI AD CU 保护膜 AD PI 1. 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
2、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: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。 CO
3、B: 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 glass COF: Chip on FPC CLCC: 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 SMT、BANDING；有铅（Pb)、无铅（RoHS,Pb）其他工艺 1/3 、 1/4 、 1/5
4、 、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、COB CMOS、CCD 规格指标 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
5、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。 1.6.2 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
6、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 110mWRGB151.8/2.8/3.320/249051/3QXGAOV363011 125mWYUV/RGB151.3/2.8/3.320/249051/4UXGAOV264010 80mWYUV/RGB152.5/3.020/249051/5.5SXGAOV966009 TBD YUV/RGB151.8/2.5/3.320/2410051/4SXGAOV965508 50mWYUV/RGB151
7、.8/2.5/3.320/2410051/4SXGAOV965307 50mWYUV/RGB151.8/2.5/3.320/248201/4SXGAOV965006 80mWYUV/RGB301.8/2.5/3.0248851/10VGAOV768005 60mWYUV/RGB301.8/2.5/3.0248851/6VGAOV767004 40mWYUV/RGB301.8/2.5/3.3248201/5VGAOV766003 TBDYUV/RGB 30 1.5/1.8/2.8/1.5-3.3 24867 1/6.2VGA PO6030K02 41.15mWYUV/RGB 30 1.5/1.8
8、/2.8/1.5-3.3 246601/11CIF PO4010N01 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
9、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9
10、0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
11、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 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
12、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
13、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
14、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：亚克力、APLE 、 PC、PS、 PMMA 、 ZONEX、TOPAS 等。 4.1.2 镜片材质 4. 模组生产相关技术及图纸 二.制程篇 复件 摄像头制程介绍.ppt 模组不良分析之污 点不良解析.ppt 功能不良分析方法 介绍-范秋林.pdf 失真检测报告.pdf 三.行业趋势 手机照相模组前景手机照相模组前景手机照相模组
15、前景手机照相模组前景 2013年全球手机出货量年全球手机出货量 13年，中国有年，中国有78的手机机款配有的手机机款配有 200或或500万像素的摄像头，预计到万像素的摄像头，预计到 2014年，中国年，中国80以上的手机都会有以上的手机都会有 500万像素以上的画质。万像素以上的画质。 自动对焦也会是今年手机的普及目 标，因为名片识别、二维码等实际应用 技术都需要近距离高质量的照片。此 外，已有更多手机商家推出 自动对焦也会是今年手机的普及目 标，因为名片识别、二维码等实际应用 技术都需要近距离高质量的照片。此 外，已有更多手机商家推出800万及万及 1300万像素万像素 AFAF结构结构结构结构低噪声低噪声低噪声低噪声 结构超薄结构超薄结构超薄结构超薄抗干扰性强抗干扰性强抗干扰性强抗干扰性强 低成本低成本低成本低成本 外观精美外观精美外观精美外观精美图像质量高图像质量高图像质量高图像质量高 一致性好一致性好一致性好一致性好组装便捷组装便捷组装便捷组装便捷 在走向高端领域，在走向高端领域，CSP工艺出现瓶颈，逐步被工艺出现瓶颈，逐步被COB工艺所取代！工艺所取代！ THANK YOUTHANK YOUTHANK YOUTHANK YOU！
