搜索
CISCameraModuleCCM（CISCameraModule）一、CIS(CMOSImageSensor)&CCD(ChargeCoupledDevice)1.CIS(1)CISCameraSystemBlockDiagram(2)OpticalFormatofImageSensor1CISCameraModule(3)DisplayResolutionStandards2.CCDCCD是通过光照的不同引起的电荷分布的不同来记录被摄物体的视觉特征。CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。(1)CCDOperatingScheme2CISCameraModule(2)CCDCamera3.CIS&&CCD(1)比较(2)从以下几个方面进一步作对比3CISCameraModule4zResponsibility定义：Quantityoftransferred/inputlightenergyperunitCISislittlebetterthanCCDzDynamicRange定义：Pixel’ssaturationratioagainstPixel’ssignalthresholdCCDisbetterthanCISasmuchdoublezUniformity定义：PixeltoPixelresponsibility’suniformityatsameconditionCCDbetter:Amps’offset,processvariations,darkandilluminatednon-uniformitieszShuttering定义：Capabilityofexpose/closezSpeedCISbetter,locatedonsamechipofotherfunction(ADC/Amp..)zAnti-blooming定义：LocaloverexposurefilteringcapabilityzBiasingandClockingCISisbetterbecauseCIS’functionisgeneratedbysamechip在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。CMOS(PowerConsumption:30~100mw;Powersupply:3.3V）针对CCD(PowerConsumption:50mw;Powersupply:5V)最主要的优势就是非常省电，不像由二极管组成的CCD，CMOS电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，这有助于改善人们心目中数码相机是电老虎的不良印象。CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就十分容易出现杂点。 此外，CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。例如，如果分辨率为300万像素，那么CCD传感器可连续扫描300万个电荷，扫描的方法非常简单，就好像把水桶从一个人传给另一个人，并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大(先整合，再放大)。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的CISCameraModule放大器。因此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大(先放大，再整合)，采用这种方法可节省任何无效的传输操作，所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描，同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。二．元件的封装CMOSSensorPackage:1.CSP(ChipScalePackage)CSP(ChipScalePackage)，是芯片级封装的意思。CSP封装是最新一代的内存芯片封装技术，其技术性能又有了新的提升。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14，已经相当接近1:1的理想情况，绝对尺寸也仅有32平方毫米，约为普通的BGA的1/3，仅仅相当于TSOP内存芯片面积的1/6。与BGA封5CISCameraModule6装相比，同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍。0.2毫米，大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性，线路阻抗显著减小，芯片速度也随之得到大幅度提高。CSP封装内存芯片的中心引脚形式有效地缩短了信号的传导距离，其衰减随之减少，芯片的抗干扰、抗噪性能也能得到大幅提升，这也使得CSP的存取时间比BGA改善15%-20%。在CSP的封装方式中，内存颗粒是通过一个个锡球焊接在PCB板上，由于焊点和PCB板的接触面积较大，所以内存芯片在运行中所产生的热量可以很容易地传导到PCB板上并散发出去。CSP封装可以从背面散热，且热效率良好，CSP的热阻为35℃/W，而TSOP热阻40℃/W。CSP封装具有以下特点：1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。3.极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。2.COB(ChipOnBoard)通过bonding将IC裸片固定于印刷线路板上。也就是是将芯片直接粘在PCB上用引线键合达到芯片与PCB的电气联结然后用黑胶包封。COB的关键技术在于WireBonding（俗称打线）及Molding（封胶成型），是指对裸露的机体电路晶片(ICChip)，进行封裝，形成电子元件的制程，其中IC藉由焊线(WireBonding)、覆晶接合(FlipChip)、或卷带接合(TapeAutomaticBonding；简称（TAB)等技术，將其I/O经封裝体的线路延伸出来。(1)ChipOnBoardinCMOSCameraModuleCISCameraModule(2)COBTYPE(3)COBChallengezParticlecontrol1.Shortenprocesstime2.Cleanmaterial3.Isolatesensorarea4.Class10/100environment5.VibrationTestzBondability1.EnhancegoldplatingthicknessonPCB2.Goldwirebond3.Finetunedprocessparameters(4)CostComparison7CISCameraModulecameramodule的封装格式COB（ChipOnBoard）和CSP(ChipScalePackage)。CSP封装的优点在于封装段由前段制程完成，CSP由于有玻璃覆盖，对洁净度要求较低、良率也较佳、制程设备成本较低、制程时间短，面临的挑战是光线穿透率不佳、价格较贵、高度Z-Height较高、背光穿透鬼影现象。COB的优势包括封装成本相对较低、高度Z-Height较低，缺点是对洁净度要求较高、需改善制程以提升良率、制程设备成本较高、制程时间长。3.LCCLCCC:无引线陶瓷封装载体.在陶瓷基板的四个侧面都设有电极焊盘而无引脚的表面贴装型封装.用于高速,高频集成电路封装.PLCC:无引线塑料封装载体.一种塑料封装的LCC.也用于高速,高频集成电路封装.8CISCameraModule三、CameraModule的构成CameraModule的构成按其技能在构成要素上有一定的差异，但基本如下。Lens:被摄物的Image照射到Sensor上Barrel:安装Lens的结构作用及光传达的通道作用Sensor:被传达的光通过相关变换转换为电信号的作用ISP:对于变换为电信号的Imagedata进行人为操作的部分PCB:体现安装Sensor及其他部品回路的部分,且按Packagetype及形象设计成Rigid,Flex,或者复合式.IRfilter:由于人眼感知的波长和Sensor对光电变换感知的波长不同，因此对人眼所不能感知的波长领域进行过滤的作用Housing:防止外部冲击，起保护Sensor的作用及安装LensAss’y(Lens+Barrel)的结构作用.9CISCameraModule四、常见CCM技术术语1.AF（AutoFocus）具体是通过软件计算图片的MTF(Modulation(orModulated?notsure)TransferFunction.中文译作调制传递函数。表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。)来实现清晰与否的判断的。但是驱动镜头的移动需要硬件的DriverIC实现（GPIO那一点电流是不可能驱动线圈运动的）。下面稍微解释一下过程（只是简单的示意，事实上其间有很多动作要做的）。如果刚开始启动AF，或者失去焦点后重新对焦，它就会给镜头定义一个方向进行运动（比如先后退）。如果越后退越模糊，那就开始往前运动，而且边前进边比较清晰度，等经过最清晰的顶峰的时候（黑圆点的位置，其实模组自己并不知道此时就是登峰造极了），镜头还在继续往前进，这时候画面就会得越来越模糊。模糊一定程度时停下来（黑正方形点，第60步）准备再后退，经过比较，就可以得出最清晰的一个点，并计算出是在这之前的第N步（第40步）是最清晰的位置，然后后退20步到达最清晰点。至此，AF结束。2.AWB(AutoWhiteBalance)物体颜色会因投射光线颜色产生改变，在不同光线的场合下拍摄出的照片会有不同的色温。平衡就是无论环境光线如何，让数码相机默认“白色”，就是让他能认出白色，而平衡其他颜色在有色光线下的色调。颜色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色，还有荧光灯下的白也是非白。对于这一切如果能调整白平衡，则在所得到的照片中就能正确地以白为基色来还原其他颜色。现在大多数的商用级数码相机均提供10CISCameraModule11白平衡调节功能。正如前面提到的白平衡与周围光线密切相关，因而，启动白平衡功能时闪光灯的使用就要受到限制，否则环境光的变化会使得白平衡失效或干扰正常的白平衡。一般白平衡有多种模式，适应不同的场景拍摄，如：自动白平衡、钨光白平衡、荧光白平衡、室内白平衡、手动调节。3.AE(AutoExposure)AE的功能是能够自动控制光的数量。AE也就是根据相机的测光系统,测出现场的光线强弱,程序自动给出一组曝光值,即一组光圈和快门值的组合。4.Flickingz光学防抖光学防抖技术是在镜头上做文章。光学防抖技术的原理，是通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，然后将信号传至微处理器，处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效地克服因相机的振动产生的影像模糊。z电子防抖目前使用的电子防抖是针对CCD上大约2/3的面积进行图象分析，然后根据抖动，利用边缘的图象来进行补偿，大多数摄象机都采用这种方法，（也有例外的，不过，这种方法，首先是降低了CCD的利用率，其次，对静态图象的帮助不大。）