手機(jī)攝像頭常用的結(jié)構(gòu)如下圖37.1所示，主要包括鏡頭，基座，傳感器以及PCB部分。

圖37.1

CCM(compact camera module)種類

  1.FF(fixed focus)定焦攝像頭

  目前使用最多的攝像頭，主要是應(yīng)用在30萬(wàn)和130萬(wàn)像素的手機(jī)產(chǎn)品。

2.MF(micro focus)兩檔變焦攝像頭

主要用于130萬(wàn)和200萬(wàn)像素的手機(jī)產(chǎn)品，主要用于遠(yuǎn)景和近景，遠(yuǎn)景拍攝風(fēng)景，近景拍攝名片等帶有磁條碼的物體。

3.AF(auto focus)自動(dòng)變焦攝像頭

主要用于高像素手機(jī)，具有MF功能，用于200萬(wàn)和300萬(wàn)像素手機(jī)產(chǎn)品。

4.ZOOM 自動(dòng)數(shù)碼變焦攝像頭

主要用于更高像素的要求，300萬(wàn)以上的像素品質(zhì)。

Lens部分

對(duì)于lens來說，其作用就是濾去不可見光，讓可見光進(jìn)入，并投射到傳感器上，所以lens相當(dāng)于一個(gè)帶通濾波器。

CMOS Sensor部分

   對(duì)于現(xiàn)在來說，sensor主要分為兩類，一類是CMOS，一類是CCD，而且現(xiàn)在CMOS是一個(gè)趨勢(shì)。

對(duì)于鏡頭來講，一個(gè)鏡頭只能適用于一種傳感器，且一般鏡頭的尺寸應(yīng)該和sensor的尺寸一致。

對(duì)于sensor來說，現(xiàn)在仍然延續(xù)著Bayer陣列的使用，如下圖37.2所示，圖37.3展示了工作流程，光照à電荷à弱電流àRGB信號(hào)àYUV信號(hào)。

圖37.2

圖37.3

圖37.4

  圖37.4展示了sensor的工作原理，這和OV7670以及OV7725完全相同。

像素部分

  那么對(duì)于像素部分，我們常常聽到30萬(wàn)像素，120萬(wàn)像素等等，這些代表著什么意思呢？圖37.5解釋了這些名詞。

圖37.5

   那么由上面的介紹，可以得出，我們以30萬(wàn)像素為例， 30萬(wàn)像素 ~= 640 * 480 = 30_7200;可見所謂的像素?cái)?shù)也就是一幀圖像所具有的像素點(diǎn)數(shù)，我們可以聯(lián)想圖像處理的相關(guān)知識(shí)，這里的像素點(diǎn)數(shù)的值，也就是我們常說的灰度值。像素?cái)?shù)越高，當(dāng)然顯示的圖像的質(zhì)量越好，圖像越清晰，但相應(yīng)的對(duì)存儲(chǔ)也提出了一定的要求，在圖像處理中，我們也會(huì)聽到一個(gè)概念，叫做分辨率，其實(shí)這個(gè)概念應(yīng)該具體化，叫做圖像的空間分辨率，例如72ppi，也就是每英寸具有72個(gè)像素點(diǎn)，比較好的相機(jī)，能達(dá)到490ppi。

常見的sensor廠商

  現(xiàn)在大部分市場(chǎng)被OV豪威科技供給所占據(jù)著，micron也占有一定的市場(chǎng)份額。

Sensor的封裝

   目前的sensor的封裝形式，主要有兩種CSP，DICE，CSP所對(duì)應(yīng)的制程為SMT，DICE所對(duì)應(yīng)的制程是COB，關(guān)于相關(guān)概念解釋如下：

CSP：chip scale package，主要由OV在用此封裝格式。

COB封裝即chip On board，就是將裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基板上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接，主要是samsung和micron在用。

那么兩種封裝形式如下圖所示。

聚焦原理

對(duì)于AF和AZ形式的攝像頭來說，那么要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的方法，基本上也就是利用音圈馬達(dá)(voice coil  motor),步進(jìn)馬達(dá)(stepping motor),壓電馬達(dá)（piezoelectric motor），這里主要介紹一下音圈馬達(dá)是如何工作的。

  在上面的描述中，提到過MTF，即模量傳遞函數(shù)。

關(guān)于鏡頭和sensor幾點(diǎn)說明

Blemish(污垢)

Shading（明暗差別）

Color performance and gray scale

  這兩個(gè)參數(shù)一個(gè)是反應(yīng)色彩還原，一個(gè)是反應(yīng)灰度色階分辨。

View angle /distortion

一般以對(duì)角線作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)是由鏡頭決定的。

曲變，主要有桶形和枕形，可接受的標(biāo)準(zhǔn)不超過1%。

  這里關(guān)于白平衡(AWB)進(jìn)行一些說明，白平衡指的是在光線不斷變化的情況下，對(duì)色彩準(zhǔn)確重現(xiàn)的能力，一般的傳感器都有自動(dòng)白平衡功能。

CRA部分

  由上面的描述可以知道，最大的能夠聚焦到傳感器上面，并且能夠覆蓋整個(gè)像素平面。Lens的CRA最好和 sensor CRA 匹配，若是有偏差，最好不要偏差2°。

Lens:CRA小于sensorCRA，會(huì)出現(xiàn)四周偏暗的情況，此時(shí)光線達(dá)不到pixel的邊緣；

lensCRA大于sensorCRA，光線折射到臨近的pixel，導(dǎo)致pixel之間出現(xiàn)串?dāng)_，出現(xiàn)圖像的偏色，在圖像四周變現(xiàn)的更明顯，因?yàn)镃RA從圖像中心到四周是呈曲線狀上升，逐漸變大的。