手机Camera模组及VCM与VCMDriver介绍共44页
camera硬件结构及原理
camera硬件结构及原理**Camera基本结构及原理****备忘**：⽂末⽀持⼀波，感谢鞠躬⼀、学习⽬的本模块主要是了解⼀个摄像头模组的基本组成，每个组成部分的主要作⽤是什么，同时掌握⼀些基本术语。
⼆、必知必会1）画出⼀个摄像头的基本构成⽰意图2）说出每个模块的作⽤3）说出Camera成像原理4）总结Camera结构及原理相关的⼀些基本术语：SensorIC、Module、CCD、CMOS、像素、pixel size，光圈，焦距，VCM、BSI等。
三、Camera成像原理⼿机中的Camera是⼀个整体的模组，感光sensor(芯⽚)为核⼼器件，其他组成期间包括镜头、FPC、对焦马达、eeprom等。
其中sensor通过I2C控制，数据通过MIPI传输。
⽬前主要使⽤raw sensor，输出raw数据。
图3.1 camera结构共组原理摄像头模组：全程Camera CompactModule,常称Module基本⼯作原理：景物通过镜头⽣成光学图像投射到图像传感器表⾯上，然后转为电信号，经过A/D转换后变为数字图像信号，再将数字图像信号输出到⼿机的图像处理芯⽚中。
图3.2 Camera处理流程四、Camera组成器件图4.1 camera特写图图4.2 camera 组成图4.1、镜头（Lens）镜头是将拍摄景物在传感器上成像的器件，它通常由⼏⽚透镜组成。
从材质上看，摄像头的镜头可分为塑胶透镜和玻璃透镜。
图4.1.1 镜头镜头有两个较为重要的参数：光圈和焦距。
光圈是安装在镜头上控制通过镜头到达传感器的光线多少的装置，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，光圈越⼤，景深越⼩，平时在拍⼈像时背景朦胧效果就是⼩景深的⼀种体现。
景深是指在摄影机镜头前能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。
图4.1.2光圈⼤⼩⽰意图数值越⼩，光圈越⼤，进光量越多，画⾯⽐较亮，焦平⾯越窄，主体背景虚化越⼤；值越⼤，光圈越⼩，进光量越少，画⾯⽐较暗，焦平⾯越宽，主体前后越清晰。
音圈马达驱动芯片行业概况
音圈马达驱动芯片行业概况
（1）音圈马达驱动芯片分类及功能介绍
音圈马达（Voice Coil Motor, VCM）属于线性直流马达，是用于推动镜头移动产生自动聚焦的装置。
音圈马达按照其功能主要可以分为开环式马达（Open loop）、闭环式马达（Close loop）、中置马达（Alternate）、OIS光学防抖马达（分平移式、移轴式、记忆金属式等）、OIS+Close loop六轴马达等，其中开环式马达、闭环式马达和OIS光学防抖马达是最为常见的三种。
音圈马达驱动芯片（VCM Driver）为与音圈马达匹配的驱动芯片，主要用于控制音圈马达来实现自动聚焦功能，常见的三类芯片包括开环式音圈马达驱动芯片、闭环式音圈马达驱动芯片和OIS光学防抖音圈马达驱动芯片。
（2）音圈马达驱动芯片市场概况
智能手机的摄像头模组是音圈马达驱动芯片的重要应用领域，对智能手机的需求增加以及更高的照片拍摄需求促使目前音圈马达驱动芯片市场保持稳定增长。
根据沙利文统计，2014年到2018年期间，全球音圈马达驱动芯片市场规模的复合年均增长率为4.48%，2018年全球市场规模达到1.43亿美元。
随着双摄像头和前置自动对焦摄像头应用的增加，音圈马达驱动芯片市场规模将进一步增长，预计到2023年全球市场规模将达到2.73亿美元。
镜头模组CCM介绍
以满足市场需求。
销售渠道拓展
03
如何有效地拓展销售渠道，提高市场占有率，是镜头模组CCM
面临的一个重要挑战。
解决方案与建议
加强技术研发
加大技术研发的投入，不断更新技术 和产品，提高产品质量和性能。
提高制造精度
通过改进制造工艺和设备，提高制造 精度，确保产品质量。
成本控制
优化生产流程，降低成本，提高效率。
功能
镜头模组CCM的主要功能包括图像采集、图像处理、图像传 输等，广泛应用于手机、平板电脑、智能家居、安防监控等 领域。
镜头模组CCM的重要性
提高成像质量
便于集成和开发
镜头模组CCM采用高精度光学镜头和先 进的图像传感器技术，能够提高图像的 清晰度和色彩还原度，提升成像质量。
镜头模组CCM提供了一体化的解决方案， 方便集成到各种终端设备中，同时也简化 了开发流程，缩短了产品上市时间。
人工智能技术的应用
人工智能技术可以用于优化图像处理算法，提高镜头模组的成像质 量。
3D感测技术的应用
3D感测技术可以用于实现更高级的摄像头功能，如人脸识别、手 势识别等。
05
镜头模组CCM的挑战与解决 方案
技术挑战
技术更新换代
随着科技的不断进步，镜头模组CCM需要不断更新技术以适应新的 市场需求。
耐候性强，适应性强
详细描述
车载摄像头模组需要适应各种复杂的环境条件，如温度、湿度、振动等。CCM在车载摄像头模组中的 应用能够提供高清晰度、高稳定性的图像，保证驾驶安全。同时，其耐候性强、适应性强等特点也使 得车载摄像头模组的性能更加可靠。
应用案例四：无人机摄像头模组的应用
总结词
轻便易携，拍摄效果好
第8课：手机照相模组之vcm介绍.pptx
2 VCM 工作原理
音圈馬達的作動原理：
當音圈馬達之線圈於磁場中，當施加電壓於線圈以產生電流時，依據勞倫師定律（Lorentz Law），直接
將電能轉換成機械能，如(1)是所示，會有力量作用於線圈上。(必歐-沙伐定律
＆安培定律
1 VCM 基本結構
VCM (Voice Coil Motor)
音圈馬達 欧菲光科技股份有限公司CCM事业部,打造世界一流的照相模组团队。
2 VCM 工作原理
音圈馬達VCM (Voice Coil Motor) 屬於線性直流馬達(Linear Direct-Current Motor) 的一 種，音圈馬達的名稱由來是因為其結構與喇叭相似，如圖一所示，而其組成元件主要包括永 久磁鐵、軛鐵與線圈三部分，它是利用永久磁鐵與軛鐵所構成的具有直接驅動、固定行程 (Stroke)特性的致動器。音圈馬達所產生的推力與流經線圈電流成正比，主要使用於需要線 性推力、扭力、高加速度、高頻致動的線性或旋轉性運動上，由於音圈馬達具有精度高、反 應快的特性，配合閉路(Closed Loop)的控制系統，可以提高磁碟機的軌道密度(Track Density)，增加容量，並降低資料擷取時間(Access Time)，故主要應用是作為磁碟機讀寫 頭的驅動馬達，用來移動磁頭到磁碟片上的各項軌道去讀寫資料。
4 VCM 應用
++
VCM
Lens
FPC
=
AF Module
VCM用于AF (Auto focus自動對焦) 模組，最終應用到高端 自動對焦手機上。
欧菲光科技股份有限公司CCM事业部,打造世界一流的照相模组团队。
CCM介绍
CMOS Camera Module 摄像头模组知识培训手机摄像头模组的应用手机摄像头模组结构介绍摄像头Sensor的相关技术摄像头模组的相关技术自动变焦摄像头模组摄像头Sensor的相关技术1）Sensor的工作原理2）Sensor的像素3）Sensor的类型4）Sensor的封装形式5）Sensor的厂商和型号6）目前国内及全球Sensor使用现况光是一种波，可见光只是整个光波中的一段。
Lens就是一个能够截止不可见光波，而让可见光通过的带通滤波器。
Sensor 的工作原理其实传感器Sensor中感光的部分是由许多个像素按照一定规律排列的，如左图：光照--〉电荷--〉弱电流--〉RGB数字信号波形--〉YUV数字信号信号Sensor 的工作原理Sensor的工作原理Sensor的像素★30万像素最大点阵640×480 （VGA）★130万像素最大点阵1280×960 （SXGA）★200万像素最大点阵1600×1280 （UXGA）★300万像素最大点阵2048×1536Sensor的类型此类感光元件有两种，CCD和CMOS。
CCD（Charge Coupled Device）为电荷藕合器件图像传感器。
目前有能力生产CCD 的公司分别为：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）为互补性氧化金属半导体图像传感器。
对于CMOS来说，具有便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向。
CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势，并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
Sensor的封装形式目前的Sensor有两种封装形式，即CSP和DICE。
在模组厂商加工制造中，CSP所对应的制程是SMT，DICE所对应的制程是COB。
VCM介绍
VCM介绍Henry Wu2012.6.21何为VCMVCM是Voil Coil Motor 的缩写，中文叫音圈马达。
原用于扬声器产生振动发声，现用于推动镜头移动产生自动对焦的成像模组。
其基本原理是：线圈和镜头筒固定在一起，磁铁和铁壳构成的磁场穿过线圈，当线圈中有电流通过时产生力，使镜筒带镜头前后移动。
VCM 基本结构VCM主要由以下零件组成：1. SHIELD CASE外壳或外罩，其作用是保护和使磁场不外泄。
有些VCM 没有。
2. YOKE 铁壳，可以分为几块，其作用是导磁，同磁铁一起产生磁场回路。
3. MAGNET磁铁，不同的设计有不同的磁铁样式和充磁方式，可以分为几块，产生磁场。
4. COIL线圈，通电后产生推动力。
5. BOBBIN(LENS HOLDER) 绕线支架(镜筒），固定线圈，内部带螺纹用于旋入镜头。
6. SPRING 弹簧，片状，上下各一。
产生与磁力相反的拉力，另一作用是给线圈导电。
7. CASE 端盖，大多分为上下盖，形式多样，用于固定，限位等作用。
8. SENSOR HOLDER，用于连接VCM。
一体式可省略此零件。
9. 其它，某些VCM还有其它的零件，用于产生初始保持力，防尘，固定，绝缘等作用。
VCM 基本结构Upper caseUpper springWire springHolderCoilMagnetHousingLower springLower case 图面仅供参考VCM的主要性能指标总表�Rated Current 额定电流�Voltage Range 电压范围�Terminal Resistance (25oC) 电阻值�Rated Stroke (Horizontal) 额定行程�Max Stroke 最大行程�Starting Current (Horizontal) 启动电流�Linear Fit Slope 线性斜率�Hysteresis 回滞误差�Posture Difference 方向偏差�Settling time 稳定时间�Static Tilt 静态偏斜.�Dynamic Tilt 动态偏摆�Torque for Lens Assy. 镜头扭力VCM的主要性能指标�Rated Current 额定电流镜头达到额定的行程时的电流，一般定为80mA，也有定义90mA或100mA的。
手机摄像模组知识简介
手机摄像模组知识简介CCM名词解释手机摄像模组又称为CCM英文为：Contraction/Chip Camera Module 中文为：紧凑型/单芯片型摄像模组手机摄像模组CCM结构手机摄像头模组由镜头lens holder）、传感器Sensor简介图像传感器（Image Sensor）图像传感器（Image Sensor）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时，就会产生电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。
目前有两种：一种是CCD（Charge Coupled Device电荷藕合器件）；另一种是CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物导体）。
舜宇光电Sensor简介Wafer PLCC DIPCLCC CSPImage Sensor的应用范围CCD CMOS区别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的数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS则作为中低端产品应用于一些摄像头上。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。
但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。
CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的整合性高，可将ADC与信号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于CCD的ADC与信号处理器的制程与CMOS不同，要缩小CCD套件的体积很困难。
CMOS SENSOR的主要分类按像素分１、CIF: Common Intermediate Format 通用中间格式352*288 (10万)２、VGA: Video Graphics Array 视频图形阵列640*480 (30万)３、SXGA: Super Extended Graphics Array高级扩展图形阵列1200*1024 (1.3Mega)４、UXGA: Ultra Extended Graphics Array超级扩展图形阵列1600*1200 (2Mega)５、QXGA: Quadruple XGA 四倍的XGA2048*1536 (3Mega)６、QSXGA: Quadruple SXGA四倍的SXGA2560*2048 (5Mega)CMOS SENSOR的主要分类CMOS SENSOR的主要分类按光学尺寸分指感光区的对角线长度一般有：1/2”1/3”1/4”1/5”1/7”1/11”等CMOS SENSOR的主要分类按输出接口分Traditional parallel digital video port （标准并行数字视频接口）MIPI(移动工业处理器接口)SMIA(标准移动图像处理体系结构）舜宇光电1、OmniVision---豪威2、Aptina（Micron）---美光3、ST---意法半导体4、SamSung---三星5、Sony---索尼6、SiliconFile7、MagaChip8、SET9、PixelPlus10、Hynix11、Galaxycore（格科微）SENSOR工作原理景物通过镜头（Lens）生成的光学图像，投射到图像传感器(Sensor)感光面上，将光信号转为电信号。
VCM教程
二．VCM成像原理
凸透镜成像原理
焦距f、物距u、像距v三者关系符合下列公式时，图像清晰
1 =1+1 f uv
f 固定，物距u大→像距v小 物距u小→像距v大
马达对焦原理
70
60
50
電流 [mA]
40
30
20
10
5m
10cm
0 0
当镜头焦距一定、物距一定时：
弹簧力： Fs=K・⊿
行程函数： ⊿=1/K・ｎ・BILbーｆ
可简略为： ⊿=G・Iーｆ
磁场方向及线圈位置
线圈的电流方向
线圈中产生向上的力
按左手法则线圈中产生与电流成正比的驱 动力，此力与弹簧的拉力取得平衡，从而 控制镜头的位置。
VCM基础知识
员工培训讲义
讲义大纲:
一.什么是VCM 二.VCM成像原理 三.VCM马达的用途 四.VCM马达的特点 五.马达种类 六.VCM马达结构介绍 七.VCM产品特性
一.什么是VCM？
VCM 取自Voice Coil Motor 首位英文字母的缩写, 俗称音圈马达或音圈电机。 因其原理和扬声器类似，所以叫音圈电机。
Carrier
Coil B.Spacer B.Spring
Base
马达零部件的作用及问题
部件名
磁石 Yoke
作用
产生永久磁场 固定其他组件，导磁
材料及制造方法
线切割，镀镍，充磁 冷冲压拉伸，镀镍
常见问题
尺寸，生锈，磁场弱，热减磁 配合公差，生锈
马达零部件的作用及问题
部件名
线圈 载体 后弹簧
作用
通电产生驱动力矩 承载镜头 承载载体，平衡力距