[카메라] 카메라 모듈 하드웨어

1.도입

카메라 모듈, 전체 이름 카메라콤팩트 모듈, 개요를 위한 CCM. CCM은 4 주요 부품으로 구성됩니다 : 렌즈 (렌즈), 센서 (센서), 연성 보드 (FPC)와 영상 처리 칩 (DSP). 카메라의 화질을 결정하는 중요한 구성 요소는 다음과 같습니다 : 렌즈 (렌즈), 영상 처리 칩 (DSP), 센서 (센서). CCM의 주요 기술은 다음을 포함합니다 : 광학 설계 기술과 비구면 렌즈 제조 기술과 광학 코팅 기술.

작업 원칙 : 렌즈 (렌즈)을 통하여 물체에 의해 수집된 빛이 CMOS 또는 CCD 집적 회로를 통하여 광 신호를 전기 신호로 변환시키고, 그리고 나서 (ISP) 내부 화상 처리 장치를 통하여 그것을 디지털 영상 신호로 변환시키고, 디지털 신호 처리 프로세서 (DSP) 절차와 표준 GRB, YUV와 다른 포맷으로의 컨버트 영상 신호에 그것을 출력합니다.

 

2. 하드웨어 조성물
2.1 렌즈 (렌즈)
렌즈는 발광 신호를 받고 감광 디바이스 CMOS / CCD에 대한 발광 신호를 집중시킬 수 있는 장치입니다. 렌즈는 센서의 조명 비율을 결정하고 그것의 전체적인 효과가 볼록렌즈와 관련하여 있습니다.

일반적으로, 플라스틱 렌즈 (플라스틱)과 글래스 렌즈 (유리)을 포함하여 카메라의 렌즈 구조는 여러 렌즈로 구성됩니다. 보통, 카메라에 의해 사용된 렌즈 구조는 다음을 포함합니다 : 1P, 2P, 1G1P, 1G3P, 2G2P, 4G, 8P, 기타 등등. 더 렌즈, 높게 비용 ; 글래스 렌즈는 플라스틱 렌즈 보다 더 비싸지만, 그러나 글래스 렌즈의 이미징 영향이 플라스틱 렌즈의 그것 보다 더 낫습니다. 요즈음, 시장에서 휴대전화를 위해 구성된 카메라는 비용을 줄이기 위해 주로 1G3P입니다 (1개의 글래스 렌즈와 3개의 플라스틱 렌즈로 구성되).

2.1.1 렌즈의 주요 지표
A. 가능한 것 정도 많은 플레어를 제거하세요

비. 이미지 명확성

C. CRA (주요 광선 각도)은 (렌즈 cra를 그늘지게 하는 것 일치하고 감소시켜야 합니다 < Sensor="" CRA="">

최대한 큰 개구인 Ｄ

Ｅ, 최대한 경미한 왜곡, 기타 등등.

2.1.2 렌즈의 주요 인자
(1) 초점 거리 : 렌즈의 초점 거리는 포착된 이미지의 크기, 시계의 크기, 피사계 심도의 크기와 사진의 시각을 결정합니다. 일반적으로 말해서, 일안 렌즈를 위해, 카메라 렌즈가 더 훨씬 더 복잡한 다중 렌즈로 구성되는 반면에, 그것이 렌즈의 센터에서부터 초점까지 거리입니다. 여기의 초점 거리는 렌즈의 중심지에서 감광 디바이스 (CCD)로 형성된 뚜렷한 이미지까지 거리를 언급합니다.

(2) 시계 : 우리는 사진의 슈팅 범위를 반영하기 위해 종종 수평선상 시계를 사용합니다. 초점 거리 Ｆ가 더 클수록, 더 작게 화각과 이미지의 작게 범위가 감광 소자위에 형성했습니다 ; 반대로, 더 작게 초점 거리 Ｆ와 크게 화각과 이미지의 크게 범위는 감광 소자위에 형성했습니다.

(3) f 값 (개구율) : f 값은 렌즈의 밝기를 언급합니다 (그것은 즉, 렌즈로 전해진 광량입니다). F=lens 초점 거리 / 개구 직경. 똑같은 f 값에 대해, 긴 초점 길이 렌즈의 개구는 짧은 초점 길이 렌즈의 그것보다 큽니다.

(4) 개구 : 개구는 렌즈 안에서 위치한 조정할 수 있는 광학 기계적 개구이며, 그것이 렌즈를 통과하는 광량을 조절하는데 사용될 수 있습니다. 가변 개구 (아이리스 다이어프램). 개구의 크기를 조절하기 위한 렌즈 안에 있는 기계적인 장치. 또는 렌즈의 F-스톱을 조정하기 위해 렌즈구를 열거나 마무리하는데 사용된 장치를 언급합니다.

(5) 피사계 심도 : 물체가 초점에 있을 때, 물체의 전면에서 그것 뒤에 있는 일정한 거리까지 일정한 거리 이내에 모든 물체는 확실히 하자면 동등합니다. 초점이 날카롭게 상당히 있는 후퇴하기 위한 전면으로부터의 거리는 피사계 심도로 불립니다.

2.2 보이스 코일 모터 (보이스 코일 모터) 보이스 코일 모터
전체 이름은 일종의 현대자동차인 전자에 목소리 코일 모터인 보이스 코일 몬토르입니다. 원리가 스피커의 그것과 유사하기 때문에, 고주파수 응답과고 정밀도의 특성을 가지는 그것은 보이스 코일 모터로 불립니다. 그것의 주요 윈칙은 이로써 상하 운동을 운전하면서, 영구적인 자기장에서 모터의 내부 코일의 DC 전류를 바꿈으로써 스프링 립의 신전 위치를 제어하는 것입니다. 모바일 전화기 카메라는 자동 포커스 기능을 실현하기 위해 넓게 보이스 코일 모터를 사용하며, 렌즈의 입장이 뚜렷한 이미지를 제공하기 위해 조정될 수 있습니다.

2.2.1 보이스 코일 모터 성능 인덱스
보이스 코일 모터의 성능은 거리를 이동하기 위해 주로 경향의 비율에 의존합니다. 시동 전류에서 시작할 때, 전류 상승은 운전될 수 있는 이동 거리에 비례하여야 합니다. 필요한 상승 전류가 더 작을수록, 정확도가 더 높습니다. 동시에, 그것은 또한 최대 전력 소모와 최대 전력과 크기에 의존합니다.

2.2.2 프크엠에스의 분류
다음이 구조로부터 대략 3가지 범주로 분할됩니다 (1) 유산탄 구조 ; (2) 구상 구조 ; (3) 마찰 구조.

기능의 관점에서, 그것은 대략 5가지 범주로 분할될 수 있습니다 : (1) 개방 루프는 모터를 엽니다 ; (2) 폐쇄 루프 폐-루프 모터 ; (3) 교대 중간 장착 모터 ; (4) OIS 광학적 이미지 안정화 모터 (변환 타입, 이동성 샤프트 유형, 기억 메탈 타입, 기타 등등. 안으로 나눠집니다) ; (5) OIS+Close 루프 6축 모터.

2.2.3 AF의 원리
자동 포커스 방식에 들어간 후, 드라이버는 0에서부터 최대값까지 이동하여서, 렌즈가 원 포지션에서부터 최대 변위 위치까지 이동합니다. 이 시각에, 센서 이미징 면은 자동적으로 사진을 찍고 DSP에서 그들을 구합니다. DSP는 이러한 그림을 통하여 각각 그림을 산정합니다. 자동 주밍이 달성되도록, 렌즈가 이 이미징 표면에 안정되도록, MTF (변조 전달 함수) 가치는, 이 MTF 곡선에서, 그리고 알고리즘을 통하여 최대값을 발견하기 위해, 이 포인트에 해당한 경향을 얻고, 드라이버가 이 경향을 보이스 코일에게 제공하도록 다시 한 번 지시합니다.

2.2.4 줌과 초점
한 : 줌 모터 (줌)을 사용하여 광학의 줌을 실현하세요

충격의 확대와 감축을 달성하기 위해, 초점의 위치와 렌즈의 초점 거리의 키와 렌즈의 시야 각도의 몸집을 바꾸기 위해 렌즈 안에서 렌즈를 이동함으로써.

비 : 포커스 모터 (AF)를 사용하여 자동촛점을 실현하세요

뚜렷한 이미지를 달성하기 위해 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위해 가까운 거리 위에서 전체 렌즈의 입장을 이동하세요 (렌즈 안에 있는 렌즈보다 오히려). 이 방법은 일반적으로 휴대전화에서 사용됩니다.

광학 초점들과 광학의 줌은 다른 개념입니다 :

광학의 줌은 렌즈 안에서 렌즈의 상대적 위치를 이동함으로써 초점의 위치를 바꾸고, 렌즈의 초점 거리의 길이를 바꾸고, 이미지의 확대와 감축을 실현하기 위해, 렌즈의 시야 각도를 바꾸는 것입니다 ;

실제로 광학 집속은 그림들을 밝히기 위해, 이미지 거리를 제어하기 위해 전체 렌즈 (렌즈 안에 있는 렌즈 가 아니라)의 입장을 조정하는 것입니다.

2.3 IR-CUT
자연에서 다양한 빛의 파장이 있습니다. 사람의 눈에 의해 인지된 빛의 파장 범위는 320nm-760nm의 사이에 있고 320nm-760nm을 초과하는 빛이 사람의 눈에 의해 보일 수 없습니다 ; 카메라 CCD 또는 CMOS의 이미징 성분이 절대적으로 대부분의 빛의 파장을 볼 수 있는 동안. 다양한 빛의 참여 때문에, 카메라에 의해 복구된 색깔과 육안이 목격한 색깔은 색깔에서 일탈을 가지고 있습니다. 예를 들면, 녹색 식물은 회백색이 됩니다, 빨간 사진이 명적이 됩니다, 흑인이 자주빛이고, 기타 등등 됩니다. 밤에 이중 피크 필터의 필터 효과 때문에 CCD는 모든 빛을 충분히 사용할 수는 없고 어떤 눈송이 소음과 그것의 저-조명 성능의 현상이 불만족스럽습니다. 이 문제를 해결하기 위해, IR-CUT 이중 필터는 사용됩니다.

IR-CUT 이중 필터는 카메라 렌즈 그룹에 구축된 일련의 필터를 언급합니다. 이미지가 최고 효과를 달성할 수 있도록, 렌즈 밖에 있는 적외선 센서 포인트가 그 빛의 세기 변화를 탐지할 때, 짜맞춘 IR-CUT은 따라서 교환된 것 빛의 강도가 자동적으로 인 외부에따르면 자동적으로 필터를 바꿉니다. 즉, 일 또는 야간에, 이중 필터는 자동적으로 필터를 바꿀 수 있고 따라서 일 또는 야간 최고 이미징 영향에 어떤 물질도 획득될 수 없습니다.

2.3.1 IR-CUT 구성과 원리
IR 삭감 이중 필터 스위처는 적외선 컷오프 저역 필터 (적외선 컷오프 또는 흡수 휠터), 전체 스펙트럼 광학유리 (전투과 스펙트럼 필터), 전력 메카니즘 (그것이 전자기이거나 자동차이거나 다른 전원일 수 있는)과 포탄으로 구성됩니다, 그것이 바뀌게되고 회로 제어판을 관통하여 배치됩니다. 낮시간 빛이 충분할 때, 회로 제어판은 전환하기 위해 스위처를 운전하고 적외선 컷오프 필터와 함께 일하기 위해 배치하고 CCD 또는 CMOS가 참 색상을 복구합니다 ; 가시 광선이 밤에 불충분할 때, 적외선 컷오프 필터는 자동적으로 제거됩니다, 글라스가 시작되는 전체 스펙트럼 광학이 일합니다. CCD 또는 CMOS가 이로써 매우 적외선 카메라의 암시의 공연을 개선하면서, 모든 빛을 충분히 사용할 수 있도록, 이 시각에, 그것은 적외선 램프의 적외선등을 느낄 수 있고 전체 그림이 명백하고 자연적입니다.

2.3.2 IR-CUT은 색인을 답니다
a. 적외선 컷오프 도와 광 투과율과 필터의 광 형상화 효과.

비. 동력 구동부

Ｃ. 제어 회로

4. 광학 필터 : IR 코팅 또는 청색 유리는 일반적으로 적외선등을 여과하는데 사용됩니다.

2.4 센서
이미지 센서 (이미지 센서)은 그것의 표면에 수백만의 광다이오드에 백만과 반도체 칩입니다. 광다이오드가 밝혀질 때, 그들은 전기 신호 안으로 전하와 컨버트 빛을 발생시킬 것입니다. 그것의 기능은 사람의 눈과 유사하고 따라서 센서의 성능이 직접적으로 카메라의 성능에 영향을 미칠 것입니다.

2.4.1 센서 구조

2.4.2 분류
감광 소자 : CMOS (펄스/초와 APS)인 CCD

다른 과정 : 쌓이는 전면 조명 FSI, 후면 조명으로 된 BSI

2.4.3 지표
1. 화소

센서는 빛을 장면에 해당한 전자 촬상을 형성하는 충전으로 변환시키는 많은 감광 셀을 갖. 센서에서, 각각 감광성 장치는 화소 (화소)에 해당됩니다. 더 많은 화소, 그것이 그것이 더 많은 물체 세부를 느낄 수 있고 따라서 사진이 더 명백한 것을 의미합니다. 더 높은 화소, 이미지화가 초래한 청소기. 카메라 결의안의 제품은 화소값입니다. 예를 들면 다음 1280×960=1228800

2. 대상 크기

일반적으로 인치에 나타내지는 이미지 센서의 감광성 부분의 크기. 텔레비전과 같이, 이 데이터는 보통 1/3 인치, 크게 타겟 표면, 잘 광 투과율과 작게 타겟 표면과 같은 이미지 센서의 대각선 길이를 언급합니다, 더 쉽게 그것은 더 큰 피사계 심도를 획득하는 것입니다.

3. 민감도

그것은 CCD 또는 CMOS를 통한 입사광과 관련된 전자 회로의 강도를 느끼는 것입니다. 민감도가 더 높을수록, 빛에 대한 감광성 표면의 민감도와 스포츠 차량과 밤 감시를 촬영할 때 특히 중요한 더 높은 셔터 속도가 더 강합니다.

4. 전자 셔터

카메라의 기계적 셔터 기능에 관하여 주조된 용어가 되세요. 그것은 이미지 센서의 광감지 시간을 제어합니다. 이미지 센서의 광감지 가치가 신호 전자, 더 긴 라이트-센싱 시간, 더 긴 신호 전하 축적 시간의 누적이기 때문에,와 그 더 크 출력 신호 전류의 크기. 전자 셔터가 더 빠를수록, 강한 빛 하에 쏘기 위한 적당한 민감도가 더 낮습니다.

5. 프레임 속도

그것은 단위 시간마다 기록되거나 된 사진의 수를 언급합니다. 끊임없이 일련의 그림을 하는 것 애니메이션 효과를 발생시킬 것입니다. 인간 시각 시스템에 따르면 사진의 재생 스피드가 15 초당 프레임보다 더 클 (그것은 즉, 15개 프레임입니다) 때, 사람의 눈은 거의 사진의 약진을 볼 수 없습니다 ; 그것이 24 프레임 /s -- 30 프레임 / Ｓ (그것은 즉, 24개 프레임과 30개 프레임 사이이 ) 도달할 때, 플리커 현상은 근본적으로 주목할 만하지 않습니다.

얼마나 여러 번 초당 그래픽스 센서가 분야를 처리하는 동안 업데이트될 수 있는 것을 초당 프레임 (초당 프레임) 또는 프레임 속도는 나타냅니다. 높은 프레임 속도는 결과가 됩니다.

6. 신호대잡음비

신호 전압의 비율이 잡음 전압에 있고, 유닛의 신호대잡음비는 dB에서 나타내집니다. 일반적으로, 소음 수준이 또한 따라서 증가할 것이도록, AGC가 켜질 때, 소신호는 올라갈 것이기 때문에, 카메라에 의해 주어진 신호-대-잡음비 값은 AGC (자동이득제어)이 꺼질 때 가치입니다.

신호대잡음비의 표준값은 45-55dB입니다. 만약 그것이 50dB이면, 이미지가 소음을 가지고 있지만, 그러나 화질이 좋습니다 ; 만약 그것이 60dB이면, 화질이 우수하고 어떤 소음이 없습니다. 더 잘 제어. 이미지에서 소음 시점의 수는 이 매개 변수, 높게 신호대잡음비, 사진이 인 클리너와 암시의 사진에서 덜 점 같은 소음과 관계가 있었습니다.

2.5 DSP
디지털 시그널 프로세서 DSP (디지털 신호 처리) 기능 : 주로 디지털 화상 신호 매개 변수를 최적화하고, USB와 다른 인터페이스를 통하여 처리 신호를 PC와 타장비로 전송하기 위한 일련의 복잡한 수치계산용알고리즘 작전을 통하여

2.5.1 DSP와 ISP 사이의 차이
어휘 :

ISP는 영상 신호 처리부인 영상 신호 처리부의 단축입니다.

DSP는 디지털 시그널 프로세서 즉, 디지털 시그널 프로세서의 단축입니다.

기능 설명 :

ISP는 일반적으로 AEC (자동 노광 조절식), AGC (자동이득제어), AWB (자동 화이트 밸런스), 색보정, 렌즈 음영, 감마 보정과 같은 이미지 센서 (이미지 센서)의 출력 데이터를 처리하고, 데드 픽셀, 자동차 흑 레벨, 자동차 백 레벨과 다른 기능을 제거하는데 사용됩니다.

DSP는 더 많은 기능을 가지고 있습니다, 간단히 말하면 디지털 신호를 처리하면서, 그것이 약간의 사진과 반향 (JPEG 코덱), 비디오와 재생 (비디오 코덱), H.264 코덱과 많은 다른 처리를 할 수 있습니다.