sensor
第6课：手机照相模组之Sensor介绍
被處理晶片記錄和解讀成像。 優缺點：成本低，耗電量小，便於製造，可與影響處理電路同處於一个晶片上，但
Normal Image
Noise Image
3 Sensor 特性-SNR
Ⅱ.SNR Methodology
The SNR is defined mathematically as
* Where pixel is the mean value over all pixels and all frames and σi,j is the standard deviation of the value of the pixel at coordinated (i,j) over all frames
Ⅱ. Flicker產生的原因
產生Flicker的根本原因是不同pixel接受到的光能量不同，也就是影像的亮度的不同所 導致。電源的頻率有兩種標準：50Hz（大陸）和60Hz（臺灣、日本）的正弦波形，對應的 能量一個頻率為100Hz和120Hz的波形（如下圖所示） ， 由於能量在時間方向上的波形， 照在 Sensor 上就使每一個 pixel 產生在時間方向上的相應波形，由於 CMOS Sensor 的 曝光方式是一行一行的方式進行的，也就是同一行上的每個pixel 的曝光開始點和曝光的時 間都是一樣的，所以同一行的所有點所接受到的能量是一樣的。而在不同行之間雖然曝光 時間都是一樣的，但是曝光的開始點是不同的，所以不同行之間所接受到的能量是不一定 相同的，由此導致影像出現 Flicker。
SENSOR摄像头介绍
分辨率名词 • • • • • • • • SXGA 1280*1024 XGA 1024*768 SVGA 800*600 VGA 640*480 CIF 352*288 SIF/QVGA 320*240 QCIF 176*144 QSIF/QQVGA 160*120 1.3M 0.8M 0.5M 0.3M 0.1M
AF的流程：
• 一般来说我们要求的AF拍照流程是: • 1. Preview 即手机从摄像头取数据刷到LCD上面 • 2. 执行AF enable 然后AF trigger（两种方式）： 1， 等待(可以加延时)AF完成 2，判断AF完成。 其标志是执行完AF trigger 后地址0xB019对应的DATA会自动恢复为0。 • 3. 手机停止向LCD刷preview数据 • 4. 切换摄像头context B（进入拍照模式）. • 5. 抓一帧数据完成capture. • 6. 关闭AF Enable
1，DVDD: core power /digital power 我司建议用电压 1.8V （电压范围1.7-1.95V） 2，AVDD: analog power 我司建议用电压 2.8V （电压范围2.5-3.1V） 3，DOVDD:I/O power 我司建议用电压 2.8V （电压范围1.7-3.1V） 可以用1.8V 4，GND: 包括DGND和 AGND digital ground analog ground VCM: 2.8V(AF)
Camera 介绍
1，第一部分………………. Sensor命名规则 2，第二部分………………. Sensor主要介绍 3，第三部分--------------------Communication Protocols 4，第四部分--------------------工作模式流程 5，第五部分--------------------Sensor 效果
传感器(sensor)英文PPT演讲课件
Acoustic sensors(声敏传感器)
Working principle
The sensor is sensitive to a built-in to sound capacitive [kə'pæsɪtɪv] electret microphone（电容式驻极话筒）. Sound waves make the microphone electret film （驻极体膜） vibration [vaɪ'breɪʃ(ə)n], result in the change of capacitance [kə'pæsɪt(ə)ns], and produce with the corresponding change of tiny voltage ['vəʊltɪdʒ; 'vɒltɪdʒ]. Then this voltage is converted into 0 to 5 voltage, and transmitted to the computer, after A/D conversion was accepted by the data collector.
翻译
定义： 能感受规定的被测量并按照一定的 规律转换成可 用输出信号的器件或装置。 作用：
探测、感受外界的信号、物理条件（如光、 热、 湿度）或化学组成（如烟雾），并将 探知的信息传递给 其他装置或器官。
Light sensor
Light sensor is the most current production, one of the most widely used sensors, it plays an important role in automatic control(自动控 制) and non-electricity measurement [‘meʒəm(ə)nt] technology（非电量电测技 术）. The simplest photosensitive sensor is photosensitive resistance(光敏电阻), it will create electric current when photons（光子） hit joint（结合处）.
Sensor 介绍
Company
LOGO
Sensor 概述
• 图像传感器（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。
SENSOR可以分为两类： • CCD（charge couple device） ：电荷耦合器件 • CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化 物半导体（以下以CMOS为例，进行介绍）
•
•
Micro-lens, Lens, Holder, Dimension request trend
Module structure
Confidential 内部资料
COB type sensor structure
Lens
Holder
Target thickness: <7mm for VGA <6mm for CIF
IR Filter Components PCB
Sensor
0.74mm 0.50mm
FPC
Confidential 内部资料
11
13
Color filter & Bayer Pattern
Confidential 内部资料
15
Pixel Structure
Back
16
Camera Pin 含义
sensor.c 主要是sensor的初始化设置，一般由sensor供应商提供初始化代码
camdef.h DSP芯片、LCM型号、 sensor型号的定义和选择；拍摄文件大小、图 片质量、DSP参数的设置；显示范围、拍摄模式等函数的简单定义和描述。
sensor传感器原理及应用资料
3.可与计算机相连，进行数据的自动运算、分析和 处理 传感器将非电物理量转换成电信号后，通过接口电 路变成计算机能够处理的信号，进行自动运算、分 析和处理。 4.品种繁多，应用广泛 现代信息系统中待测的信息量很多，一种待测信息 可由几种传感器来测量，一种传感器也可测量多种 信息，因此传感器种类繁多，应用广泛，从航空、 航天、兵器、交通、机械、电子、冶炼、轻工、化 工、煤炭、石油、环保、医疗、生物工程等领域， 到农、林、牧、副、渔业，以及人们的衣、食、住、 行等生活的方方面面，几乎无处不使用传感器，无 处不需要传感器。
长江工程职业技术学院自动化教研室
三、传感器的发展趋势
1．新材料的开发、应用
如：半导体材料 、功能陶瓷材料 、功能金属、功能 有机聚合物、非晶态材料、固体材料及薄膜材料等， 都可进一步提高传感器的产品质量，降低生产成本。 2．新工艺、新技术的应用 将半导体的精密细微加工技术应用在传感器的制造中， 可极大提高传感器的性能指标，并为传感器的集成化、 超小型化提供技术支撑。借助半导体的蒸镀技术、扩 散技术、光刻技术、静电封闭技术、全固态封接技术， 也可取得类似的功效。
说
明
为了配合电子工业出版社2011年1月出版的《传 感器原理及应用》（书号：ISBN 978-7-121-12723-6 杨少春主编）教材的教学，我们制作了本教材配套的 多媒体课件，由于时间紧迫，制作者水平有限，课件 中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。
长江工程职业技术学院 武汉职业技术学院
周海波 杨少春
长江工程职业技术学院自动化教研室
根据以上定义可画出传感器的组成框图，如图1-1 所示。
图1研室
六、传感器的分类与特点
传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入 量划分，另一种是按传感器的工作原理划分。
Sensor动作原理与灵敏度调整
1234
亮度及清除操作指示燈 輸出開啟時會點亮
4095
輸出選擇鈕 Light-on或Dark-on的輸出選擇
便於使用的手動鈕
手動感度調整
Sensor Set
glass glass
放大器未設定前預設值是經由基板Sense而來主要取決於遠近而定 1. 先按Mode鍵進入 On Fine 模式
2. Sensor 與Glass未Sense前按Set鍵
3. Sensor 與Glass Sense後按Set鍵
4. 設定光源完成後以手
END 謝謝各位
Sensor動作原理與靈敏度調整
反射式sensor
當反射式sensor detect 到glass時 AMP會作動
紅色數值變化(目前值)
動作指示燈開啟
Sensor投射後反射接收 glass glass
sensor detect前(趨近0) sensor detect後
50
0
50 150
Sensor 靈敏度調整
手机摄像头sensor基础知识
手机摄像头sensor基础知识作为手机新型的拍摄功能，内置的数码相机功能与我们平时所见到的低端的（10万－130万像素）数码相机相同。
与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码摄像头的“胶卷”就是其成像感光器件，是数码拍摄的心脏。
感光器是摄像头的核心，也是最关键的技术。
摄像头按结构来分，有内置和外接之分，但其基本原理是一样的。
按照其采用的感光器件来分，有CCD和CMOS之分：CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。
CCD由许多感光单位组成，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。
CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。
因此，尽管CCD数目并不是决定图像品质的唯一重点，我们仍然可以把它当成相机等级的重要判准之一。
目前扫描机、摄录放一体机、数码照相机多数配备CCD。
CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。
CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。
目前有能力生产 CCD 的公司分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。
CMOS（Complementary etal-Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。
摄像机sensor介绍
摄像机SENSOR介绍Sensor即传感器，是摄像机的核心部件，作用是将光信号转换成电信号，方便处理和存储。
Sensor的类型有两种，CCD和CMOS。
CCD即电荷耦合器( charge-couled device)，CMOS即互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor），两种传感器原理上都是光敏元件在光照的条件下产生电荷，电荷转移产生电流，电流经过整流放大、模数转换形成数字信号，最终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。
CCD和CMOS两者在结构原理上的主要区别有两点：1、感光元件不同，CCD的感光元件除了感光二极管之外，还包括一个用于控制相邻电荷的存储单元，感光二极管占据了绝大多数面积，即CCD的开口率（有效感光区域与整个感光元件的面积比值）很大。
而CMOS 感光元件的构成就比较复杂，除处于核心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模数转换电路，每个像点的构成为一个感光二极管和四个晶体管，而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分，造成的后果是CMOS的开口率很小。
这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低；体现在输出结果上，就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富，图像细节丢失情况严重且噪声明显；2、噪声大小不同，CCD传感器电荷是转移之后统一输出放大，即每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大。
而CMOS 传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换，每个像素点的电信号先单独放大转换成数字信号，再汇聚一起形成二进制数字图像矩阵。
CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件，无法保证每个像点的放大率都保持严格一致，因此产生的噪声较大。
通过以上比较同等条件下CMOS的性能不如CCD，但CMOS的优势在于成本上，CMOS 传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，工艺相对简单，成本低；而CCD的工艺复杂，外围外围芯片的成本高。
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对于light sensor 的支持涉及四部分
1) UI部分
2) framework部分
3) HAL 部分
4) Driver 部分
（1）UI：frameworks/base/core/res/res/values/config.xml :
autoBrightnessLevels是HAL层传上来的数据落在这几个值之间以区分级别，最终映射到autoBrightnessLcdBacklightValues 的亮度的标准值
packages/apps/Settings/src/com/Android/settings/BrightnessPreference.java
确定是否勾选了自动调节亮度
（2）Framework
./core/java/android/hardware/SensorEvent.java//对各个Sensor数据的封装
./core/java/android/hardware/SensorListener.java//传感器监听（接口）
./core/java/android/hardware/ISensorService.aidl.java
./core/java/android/hardware/Sensor.java//对Sensor的封装
./core/java/android/hardware/SensorEventListener.java//对Sensor数据的监视，一旦有数据，就会调相应的函数
./core/jni/android_hardware_SensorManager.cpp //SensorManager JNI
./core/java/android/hardware/SensorManager.java //通过它实现系统对Sensor的相关调用。
./services/jni/com_android_server_SensorService.cpp //SensorSersvice JNI
./services/java/com/android/server/SensorService.java //SensorService
./services/java/com/android/server/PowerManagerService.java//Lightsensor 数据处理./services/java/com/android/server/Lightseivice.java//设置背光，调用JNI
frameworks/base/core/java/Android/os/Power.java
frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java PowerManagerService 的listener 触发后将硬件亮度值映射为标准背光值，调用Lightseivice的设置背光函数。
sensorManager是一个核心，它取得sensorservice，通过调用JNI的接口函数，获取sensor 列表信息，注册listener，polling，管理所有sensor
(3) HAL层
vendor/mavell/generic/sensors_hal/sensors_hal.c
vendor/mavell/generic/sensors_hal/ sensors_hal.h
vendor/mavell/generic/sensors_hal/ sensors_util.c
vendor/mavell/brownstown/libsensor/sensor_lib.c
所有的sensor 都共用一个HAL，将新添加的sensor在sensor_lib.c里注册，在sensors_hal.c sensors_hal.h sensors_util.c 添加相应的sensor 处理
HAL层的执行流程为，
（1）sensors_data_open
（2）get_sensors_list
（3）activate
（4）set_delay
（5）open_data_source
（6）data_open
（7）poll
退出时
（8）activate
（9）sensors_control_close
（10）data_close
还有一个传感器系统硬件层实现的接口，头文件
hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h传感器系统的硬件抽象层需要各个系统根据sensors.h中定义的接口去实现
(4)driver
做成input ,上报数据给HAL
亮度的设置：
LightService的setBrightness函数调com_android_server_LightService.cpp中JNI接口setLight_native(),调用硬件，hw_get_module获取硬件。
获取硬件
文件：frameworks/base/services/jni/com_android_server_LightService.cpp
用hw_get_module获取ID为LIGHTS_HARDWARE_MODULE_ID的硬件模块，该模块含有6个不同类型的亮度控制。
hw_get_module 的实现原理，如下：
文件：hardware/libhardware/Hardware.c
调用硬件
setLight_native对应的jni C/C++代码是：
文件：frameworks/base/services/jni/com_android_server_LightService.cpp
通过light标识找到对应的light设备，然后再设置亮度。
硬件原型
msm7k的lights对应的硬件原型是在：hardware/msm7k/liblights
hardware/msm7k/liblights/lights.c对不同的亮度设置给予了不同的设置函数。
最终往节点/sys/class/leds/lcd-backlight/brightness写入亮度值，然后驱动会根据该文件更改背光的亮度。