专业摄像模组制造商,无锡凯尔科技有限公司,摄像模组相关知识,编写：丁建宏 2008.08.11,摄像模组概述,CCM的基本构成,Sensor是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷 sensor感光器有CCD和CMOS两种,大部分摄像头的感光器是CMOS感光器 影像传感器sensor,CCD与CMOS 两者都是利用感光二极管（ photodiode ）来进行光电转换的技术，也就是将影像从模拟表现转换成数字形式，而其主要差异就在于资料传送方式的不同CCD影像感测器中每一行中每一个画素的电荷数据都会依次传送到下一个画素中，并由最底端部分输出，再经由影像感测器边缘的放大器进行放大输出，简单的说，当CCD表面接受到因快门开启，而从镜头进来的光线照射时， 即会将光线的能量转换成电荷，光线越强、电荷也就越多，这些电荷就成为判断光线强弱大小的依据CCD与CMOS区别 一,CCD的框架图,CMOS框架图,CCD元件上内建有通道线路，藉以将这些电荷传输至放大解码元件，使之能还原所有CCD上感光元件产生的信号，并构成了一幅完整的画面由于此一特性，使得CCD被广泛应用在数字相机与扫瞄器上，并成为目前最大宗之感光元件来源；而在CMOS影像感测器中，每个画素都会接邻一个放大器及A/D转换电路，用类似存储器电路的方式进行资料输出的动作。
CCD与CMOS区别 二,CCD与CMOS区别 三,这两种不同感光元件在画质上表现造成差异的原因在于：CCD的特殊架构可确保证影像资料在传送时不会失真，各个画素的资料可匯聚至边缘再进行放大处理；而CMOS架构之下，资料在传送距离较长时会产生噪音，也就是常见的噪点，因此，必须预先做放大的动作，再整合各个画素的资料而在功耗方面，CMOS影像感测器的影像采集方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由电晶体放大输出，但CCD影像感测器为被动式采集，需外加电压让每个画素中的电荷移动，而此外加电压通常需要达到1218V；因此，CCD影像感测器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外（需外加 power IC），高驱动电压更使其功耗远高于CMOS影像感测器的水平1. 镜筒(barrel) 5.镜片12. 隔圈1 6.镜片23. 隔圈2 7.滤光片4. 承座(Holder),1、镜片的材料可分为：P(Plastic)和G(Glass)2、组成（structure):VGA一般有2P组成 1.3M 一般有3P、1G2P组成 2.0M 一般有3P、 1G2P、 1G3P、 4P组成3、镜片分球面和非球面，镜片一般都采用非球面设计，可消除一定的球差，提高图像的边角解像力4、部件1、2、3、5、6等组合成的整体叫做lens, lens 和holder由配合螺纹相连接。
镜头结构,,CCM的工作原理,光学基本概念介绍,透镜成像原理,三条基本光线： 通过镜心的光线不改变行径 平行主轴的光线通过焦点 光线能焦点f1之后会平行于主光轴,透镜成像基本公式,在焦距不变的情况下，改变像距，使更远处的物体清晰在Sensor表面成像，这也是Auto Focus模组的基本原理,焦 距,焦距是镜头与入射光线在镜头后面聚焦的点之间的距离焦距是用毫米来度量的如果一个镜头的焦距不是固定的（例如，变焦镜头），那么在相机的规格说明中焦距就会表示为一个范围当拉远镜头以拍摄广角的图像时就使短焦距，而当拉近镜头以拍摄主题特写时（摄远镜头）时使用长焦距 焦距固定的镜头，即定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，就是变焦镜头焦深与F（光圈）的关系,小光圈能得到更大的景深，由于摄像模组的焦距及光圈的限制，一般摄像模组因体积的关系，光圈做得比较小（F 2.8），这样可以得到更大的景深容许错乱圆c的大小,,CCM 的容许错乱圆c一般在2-3个像素也就是说，当理想成像点落在相邻的2-3个像素之间时，均能得到清晰的像Sensor内部的像素分布,单个像素,像素表面的微透镜,景深与焦深,以后焦深和前焦深分别作为理想成像点，对应的物距为近点距离dn和远点距离df。
dn与df这间的距离叫做景深，依焦深的概念，在此距离范围内的物体均可以拍摄清晰这就是为什么定焦的模组其实能在一定的距离内成清晰的像的原因高像素与AutoFoucs,1、容许错乱圆决定了镜头的景深，也就是清晰的成像距离范围 2、容许错乱圆与芯片的pixel size有关，一般为2-3个pixel. 3、同一感光面积的 Sensor，更高的像素意味着更小的pixel Size. 结合1、2，高像素的景深就相对较小了需要改变像距来拍摄更大范围的景物 4、更高像素的sensor,需要更大的光圈来单个像素上的光强，但由于体积的限制，光圈一般为固定（F2.8）或是两档F2.8/5.6） 5、特殊的功能需求，如名片识别，对像素有要求，同时对拍摄距离也有要求，定焦产品难以满足景 深 细 解,景深与镜头焦距有关焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头，景深大 景深与光圈有关光圈越小，景深就越深；光圈越大，景深就越浅其次，前景深小于后景深，也就是说，精确对焦之后，对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是清晰的光学防抖动技术一,,关闭光学防抖,开启光学防抖,在不用三脚架的手持摄影中，从生物学角度看摄影者总会产生不可避免的微小晃动，这些微小的晃动在一段快门时间内，往往会使光轴发生偏移，从而导致照片模糊。
尤其是在日暮时分和在室内拍摄时，由于快门速度较低，晃动产生的影响会更大而防抖动功能就是通过光学透镜或者CCD的移动来补偿这种“光轴偏移”，从而使晃动的影响减少，使画面更加清晰光学防抖动技术二,松下的MEGA O.I.S.光学防抖机构,光学防抖动技术 展示,索爱S0905ics,CCM的分类及结构,按连接器及外形,按变焦能力,金手指,定焦 两段对焦 自动对焦 光学变焦,双排BTB,Socket,两段对焦,自动对焦,基本分类,定焦摄像模组,定焦摄像模组，镜头位置与Sensor的相对距离是固定的自动对焦摄像模组 一,机械式VCM模组,通过VCM（Voice Coin Motor）推动镜头位置的变化，实现对焦VCM AF摄像模组,自动对焦摄像模组 二,液体镜头模组,液体镜头模组（LL CCM）是一种特殊的AF模组，其内部结构包含一颗液态镜头，在镜头两个电极上加不同的电压，镜头的表面屈光度会按一定规律变化，从而改变了镜头的焦距采用VariOptics的416型液体镜头模组,自动对焦模组外部控制,Sensor的I2C总线和VCM DRIVER I2C总线并连，此种连接方式在做AF动作的时候，需要外部的CPU进行控制。
图像的清晰度判定也需要外部的CPU来完成自动对焦模组内部控制,Sensor的I2C总线独立出来，VCM DRIVER I2C总线连在sensor的GPIO口上，此种连接方式在做AF动作的时候，对焦动作由Sensor 发出指令完成，图像的清晰度判定也在sensor内部完成 普通的Sensor 没有此功能的，OV3640,OV3642均支持该方式的对焦ZOOM摄像模组一,传统机械光学变焦,通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉焦距与视角的关系,机械光学变焦原理,由电机驱动一组透镜在镜筒内移动，从而改变镜头的等效焦距，达到放大画面的效果如右图,ZOOM展示,三星G800/G808,NOKIA N93/N93i,索爱S0905ics,天宇C700,夏普903SH,ZOOM摄像模组 二,非机械光学变焦,群组式特殊定位透镜 配合专用的算法，可以实现ZOOM的效果 结构与定焦类似，功能强，体积小传统的机械ZOOM面临问题,低倍光学变焦（一般是三倍）放大效果有限 高倍光变模组设计复杂，成本较高，体积巨大。
的便携性及稳定性要求在光变模式下必须有光学防抖技术，这一技术目前只有少数的日系厂家掌握 光变带来Sensor成像角变化，对Sensor要求较高，普通的Sensor效果差，在长焦端会有很大的色差及相差，图像会模糊 高分辨率AF模组的冲击800万像素以上的AF镜头，配合数码变焦，同样可以获得较好的有效像素右图 Sensor成像角太小，导致红色光线无法聚焦在Sensor上，相差较大，图像模糊Xenon 闪光灯模组,数码相机内带的闪光灯通常可以照亮9-10英寸(约三米左右)的距离. 使用的Xenon照亮距离一般为1米-1.5米左右摄像模组的发展趋势,像素发展趋势,摄像模组发展趋势,凯尔Road Map及产品介绍,,,,,,GIF,0.3M,1.3M,3-Q 2007,4-Q 2007,1-Q 2008,2-Q 2008,Time,3-Q 2008,4-Q 2008,,May,Feb.,Nov.,Aug.,Nov.,1-Q 2009,Feb.,,2.0M,,,,,,,,,,,OV9655 1/4” 9.5X9.5X6.5mm,,3.0M,医用内窥 CCM,AV infrared CCM,,,,,,,,PC camera 60 x8x5mm,医用牙科 CCM,All The Picture is Reference,OV2640AF 10*10*6mm,OV2650 FF 6.5*6.5*4.4,OV3640 FF 8.5*8.5*5,OV7690 FF 4.5*4.5*2.8,OV3640AF 10*10*6mm,OV9665 FF 6*6*4.1,OV5630AF 10*10*6mm,OV6690 FF,凯尔Road Map,5.0M ZOOM,普通定焦模组(FF CCM)，制作成本较低，调试方便，成像效果一般，常用于对拍照功能不苛刻。
以下最小规格：,定焦摄像模组,产品介绍,AutoMacro实现微拍功能的模组AMF是通过电磁原理，用一组线圈控制镜头的近焦和远焦，实现近景和远景的切换 使用时，只要在控制引脚加上高电平或低电平，镜头就会远近伸缩移动AMF只能控制两个对焦点自动微距摄像模组,产品介绍,自动对焦模组（AF CCM）是成像最好的模组，其动作原理和相机的工作原理类似，镜头安装在一个对焦马达上，通过驱动马达的移动，实现镜头的伸缩，对焦过程： 通过实时检测图像的清晰度，自动调节镜头的调焦距离，如果不清晰就驱动对焦马达（VCM）调节镜头的BFL实现，直到图像最佳，AF CCM 的镜头景深可以实现连续变化，这样不论物体的远近，AF CCM 都能拍摄很好的成像效果 在高端产品开发方面，凯尔一直走在前列，目前AutoFocus产品已实现量产能力，AutoFocus的生产线也已完成，并已进行了数次小批量及批量生产以下最小规格：,自动对焦摄像模组,产品介绍,红外摄像模组，用在特殊场合在极低的照度下能提供清晰的图像在低照度下图像为黑白SPEC: Resolution: 640*480pixel Sensor: OV7725 Sensor Size: 1/4 Shape: Same as Custom Module Module Size: 8*8*4.5mm(W*L*H) Capture Distance: 30mm-INFmm Focus Distance: Can be customized Output: YUV/RGB,Dark Environment,Day Light,FPC Type,Socket Type,红外摄像模组,产品介绍,摄像模组影像测试,影像评价指标一,分辨率测试模组的细节表现能力 色彩还原测试对色彩的还原能力 亮度均匀性图像四角与中心亮度差 颜色均匀性颜色的均度 白平衡不同色温下色彩还原能力 灰阶对图像层次的还原能力 信噪比画面洁。