手机照相模组-Lens介绍
LENS知识总结
LENS知识Lens作为手机的一个非常重要的部件，承载非常重要的任务：保护LCD ，透光良好，外观装饰作用等。
(一)Lens通用材料：1) PMMA：目前手机上的LENS都是用PMMA材料透光性好≥91%，表面硬度高，通过表面硬化处理（hard coating）后可达到3H 以上●注塑用的主要有：IH830（LG）， VRL-40（三菱），ＭＩ－７（法国ATO）其中透光率IH830（93%）＝ＭＩ－７(93%)＞VRL-40(92%)表面硬度三种基本差不多。
抗冲击性能：VRL-40＝ＭＩ－７＞IH830价格：ＭＩ－７＞VRL-40＞IH830综合考虑：通常采用较多的是VRL-40。
●板材有：NR200（三菱）2)PC：因其表面硬度不能达到要求，且透光性差于PMMA 在手机上很少被采用。
Lens常用的工艺有：硬化：通常板材成形后的表面硬度较低，因此需要对镜片的表面进行硬化。
可以单面硬化也可以双面硬化。
硬化原理是通过在树脂表面增加一层较硬的涂层来提高树脂表面的硬度。
镜片的硬化方式主要有：将镜片浸渍（Dipping）在硬化液中和在镜片表面进行喷涂（Spray coating）。
Spray coating方式适合用在大型平板,但缺点是平整度不易控制。
Dipping方式,可以控制到相当高的平整度,适合用于较小的镜片。
通过硬化，镜片的表面硬度可以提高2级以上。
由于硬化液的折/反射率和PMMA、PC不同，因此在强化后镜片表面容易出现彩虹的现象。
PC上出现彩虹的现象更为显著，而且很难避免。
镜片上孔及凹凸的区域，容易在硬化时造成硬化液堆积，因此在设计结构时需要注意。
强化工序需要LENS上有一特殊的手柄,在制做塑胶模具时要注意。
强化不同的塑料,使用不同的药水。
强化后的LENS,表面印刷也要使用特殊工艺才能保证附着力。
镀膜：出于镜片装饰需要，镜片上会有一些镀膜。
常见的镀膜方式有溅射镀膜和蒸发镀膜。
蒸发镀膜的生产周期更短。
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。
LENS知识总结
LENS知识Lens作为手机的一个非常重要的部件，承载非常重要的任务：保护LCD ，透光良好，外观装饰作用等。
(一)Lens通用材料：1) PMMA：目前手机上的LENS都是用PMMA材料透光性好≥91%，表面硬度高，通过表面硬化处理（hard coating）后可达到3H 以上●注塑用的主要有：IH830（LG），VRL-40（三菱），ＭＩ－７（法国A TO）其中透光率IH830（93%）＝ＭＩ－７(93%)＞VRL-40(92%)表面硬度三种基本差不多。
抗冲击性能：VRL-40＝ＭＩ－７＞IH830价格：ＭＩ－７＞VRL-40＞IH830综合考虑：通常采用较多的是VRL-40。
●板材有：NR200（三菱）2)PC：因其表面硬度不能达到要求，且透光性差于PMMA 在手机上很少被采用。
Lens常用的工艺有：硬化：通常板材成形后的表面硬度较低，因此需要对镜片的表面进行硬化。
可以单面硬化也可以双面硬化。
硬化原理是通过在树脂表面增加一层较硬的涂层来提高树脂表面的硬度。
镜片的硬化方式主要有：将镜片浸渍（Dipping）在硬化液中和在镜片表面进行喷涂（Spray coating）。
Spray coating方式适合用在大型平板,但缺点是平整度不易控制。
Dipping方式,可以控制到相当高的平整度,适合用于较小的镜片。
通过硬化，镜片的表面硬度可以提高2级以上。
由于硬化液的折/反射率和PMMA、PC不同，因此在强化后镜片表面容易出现彩虹的现象。
PC上出现彩虹的现象更为显着，而且很难避免。
镜片上孔及凹凸的区域，容易在硬化时造成硬化液堆积，因此在设计结构时需要注意。
强化工序需要LENS上有一特殊的手柄,在制做塑胶模具时要注意。
强化不同的塑料,使用不同的药水。
强化后的LENS,表面印刷也要使用特殊工艺才能保证附着力。
镀膜：出于镜片装饰需要，镜片上会有一些镀膜。
常见的镀膜方式有溅射镀膜和蒸发镀膜。
蒸发镀膜的生产周期更短。
摄像头模组知识
系统组-揭应平20150914摄像头模组相关知识模组基本结构AF Type FF Type模组主要器件AF Type模组主要器件：1.Sensor （传感器）2.LENS（镜头）3.VCM（音圈马达）4.IR & BG（滤光片）5.Bracket （底座）6.PCB （基板）FF Type模组主要器件：1.Sensor （传感器）2.LENS（镜头）3.Holder（底座）4.IR & BG（滤光片）5.PCB （基板）CSP Sensor模组相关工艺注：每个厂家的生产流程都各不同，基本的流程都是差不多；CSP 的工艺就相对COB 简单很多；COB Sensor模组相关工艺注：上面是基本的COB 工艺流程，各个工艺会每个厂家都有一定的区别；当然某些客户对测试会有一些特殊要求；例如在调焦前及检测后做一次震动，用来确认Particle 的问题；一般Sensor分类按制造工艺来分为CSP & COBCSP: Chip scale package(Sensor底部锡球通过锡膏与FPC开窗PAD接触连接)COB: Chip On Board （通过胶使Sensor与FPC相接触）1.Sensor的分类1.Sensor的分类CSP & COB优缺点对比CSP:优点：模组工艺简单，Particle容易控制；生产良率高；缺点：在成像区表面有Cover Glass层，增加了Sensor本身成本，成本高； COB: Chip On Board优点：1.产品光透性相对较好；2.模组厚度相对较低，对LENS后要求小；缺点：1.模组厂商设备投入大；2.制程复杂，良率较难控制（尤其是POD & POG）；2.LENS 相关参数2.LENS 相关参数EFL介紹EFL為Effective Focal Length的縮寫，意思是有效焦距。
有效焦距就是透鏡系統中心到成像焦點的距離（即光學系統中心到成像面的距離）。
手机照相模组介绍
阴影图片
4
Lens光学特性-Shading
Ⅱ. Shading Test
TestChart
TestDiffuser Test Methodology Shading=(I_Corner / I_Center)*100%
注：I为影像亮度值 Test Block=image length/16*image width/16
ISO-12233
EIAJ
MTF
Test Methodology
4
Lens光学特性-FOV
Ⅰ. FOV介绍
FOV为Field Of View的缩写，意思是视场角，就是镜头能拍摄到的最大视野范围（指对 角线视角）。 视场角分为垂直，水平和对角线三种（如下图所示）.
物体
对角线视角
水平视角
垂直视角
传感器
手机照相模组-Lens介绍
O-FILM CCM TEAM
数据内容
1
Lens基本结构
Lens 类型 Lens工艺流程 Lens特性介绍
2
3
4
1
Lens基本结构
镜桶 镜片 迈拉片 镜片 IR镜片
什么是迈拉片？
照相模块
镜头 镜座
镜头解剖图
2
Lens类型
Lens Types
Item 1.透光率 2.成型难度 3.生产良率 4.价格
F2
F5.6 F16
4
Lens物理特性-Image Circle
Image Circle介绍
Image Circle意思是像圆径，是指光学系统所成像的最大区域。
像园径定义?
4
Lens物理特性-TTL
TTL介绍
TTL为Total Track Length的缩写，意思是镜头总高。总高可分为光学及机构，一般在光 学仕样中为光学TTL，在镜头图面中为机构TTL。光学TTL为从光学系统的第一片镜片至成 像面的长度，如下图红色箭头长度。机构TTL为从Barrel顶端至成像面的长度，如下图蓝色 箭头长度。
camera 基础介绍
O(∩_∩)O谢谢
24色卡是专用测试色彩还原的标版，拍摄后的照片的色彩饱和度在100%130%的时候整体色彩最佳，而且每个色块的色偏越小越好
效果评测说明-色彩饱和度
红框内的值就是饱和度，100%-130%之间最适合人眼，这样不会使人眼产生 视觉疲劳
效果评测说明-白平衡
白平衡：在不同光源下，因色温不同，拍摄出来的照片会偏色。如中午时分拍照， 和夕阳时候拍照的俩种色调是不一样的，此时便需要利用白平衡功能来做修正， 使得在任何光源下拍摄一块白色物体都是白色，其他颜色也要求准确的还原。
上海斐讯数据通信技术有限公司 Camera 基础知识培训 朱铁 2014.6.9
目录
模组机构和组件
模组机构和组件
手机Camera 模组组成部件实物
手机摄像头模组由镜头（lens）、传感器（sensor）、电容、FPC板（Flexible Printed Circuity）、镜座（Lens holder）、连接器（connector）组成。
SNR (DB)
PASS ＞30
GOOD ＞35
效果评测说明-灰阶
灰阶：通常来说，液晶屏幕上人们肉眼所见的一个点，即一个像素，它是由红、 绿、蓝(RGB)三个子像素组成的。每一个子像素，其背后的光源都可以显现出不 同的亮度级别。而灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别。这中间层 级越多，所能够呈现的画面效果也就越细腻。
不同光源下拍 摄同样的场景
Sensor 白平衡的原理： 一般sensor的前端都 有R、G、B三种放大 器，通过控制这三种 颜色的放大比例达到 平衡
手机标准设计说明(Lens)
结构部标准设计说明——(LENS)1.概述本文件描述了结构部员工在设计中需要大家遵守的规范。
2.目的设计产品时有相应的依据，保证项目开发设计过程中数据的统一性，互换性，高效性。
提高工作效率。
3.具体内容3.1、LENS功能描述Lens作为手机的一个非常重要的部件，承载非常重要的任务：保护LCD ，透光良好，外观装饰作用等。
3.2. LENS 设计要点、装配关系和定位安装方式3.2.1装配关系及基本设计要点3.2.1.1 LCD LENS装配关系及尺寸设计要点A：LCD A.Aθ：人眼看LCD的视角B=T*tgθ，通常用经验值：B=0.5mm.C:Lens 可视区， C=A+2BD:LENS 与外壳X。
Y方向间隙， D=0.1mm.E:双面胶厚度， E=0.15mm.F:双面胶与外壳外圈间隙 F=0.2mm.G:双面胶宽度，因为模切要求H\U+22651.3，特殊情况可做到\U+22651.0mm.H:双面胶与外壳内圈间隙。
F=0.4mm.理论上要求当生产线贴偏间隙跑单边时，另一边不会有胶超出外壳内况，导致粘灰。
实际上，现在手机空间很紧，一般做到0.3，特殊情况，双面胶宽度不够时可以做到0.2，要求装配单位做夹具贴双面胶。
I：LENS 厚度，切割为0.8或1.0mm ,注塑为1.0mm ,厚度根据不同工艺有不同要求，详见J: 外壳开孔区域与LENS 可视区域间距。
J＞K *tgβ，通常用经验值J=0.5mm.K：LENS 可视区与外壳支撑台价的之间的高度。
β：人眼看LCD的视角。
T：LENS 表面到LCD 表面的距离。
3.2.1.2 Camera lens 装配关系及尺寸设计要点A：Camera Lens 可视区域\U+222E径，A＞2T/(tgθ/2)θ：Camera 视角（一般在60°到70°）β：Camera Lens 全COVER的角度，要求β＞θB:LENS 与外壳X。
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。
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室内鬼影图片
室外鬼影图片
4
Lens光学特性-Ghost
Ⅱ. Ghost Test
Test Condition
强光
正午太阳
Test Methodology 拍摄强光或正午太阳，不能出现明显的鬼影。
End Thanks!
阴影图片
4
Lens光学特性-Shading
Ⅱ. Shading Test
TestChart
TestDiffuser Test Methodology Shading=(I_Corner / I_Center)*100%
注：I为影像亮度值 Test Block=image length/16*image width/16
F2
F5.6 F16
4
Lens物理特性-Image Circle
Image Circle介绍
Image Circle意思是像圆径，是指光学系统所成像的最大区域。
像园径定义?
4
Lens物理特性-TTL
TTL介绍
TTL为Total Track Length的缩写，意思是镜头总高。总高可分为光学及机构，一般在光 学仕样中为光学TTL，在镜头图面中为机构TTL。光学TTL为从光学系统的第一片镜片至成 像面的长度，如下图红色箭头长度。机构TTL为从Barrel顶端至成像面的长度，如下图蓝色 箭头长度。
4
Lens光学特性-Flare
Ⅰ. Flare介绍
Flare是眩光的意思，是指镜片的反复折射、镜筒内面的反射或散射等，造成传感器表 面获得一些有害光线，从而影响整体画面或部分画面产生了朦胧，降低了画像的鲜锐度。 这种有害反射光称之为眩光。镜片的镀膜及内面防反射处理的加强，可以大幅度地减少眩 光，但不可能完全消除。
ISO-12233
EIAJ
MTF
Test Methodology
4
Lens光学特性-FOV
Ⅰ. FOV介绍
FOV为Field Of View的缩写，意思是视场角，就是镜头能拍摄到的最大视野范围（指对 角线视角）。 视场角分为垂直，水平和对角线三种（如下图所示）.
物体
对角线视角
水平视角
垂直视角
传感器
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Pixel
0.3
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
4
Lens物理特性- CRA
CRA介绍
CAR为Chief Ray Angle的缩写，意思是主光线角度 。主光线就是光线由物的边缘射出， 通过孔径光栏的中心最后到达像的边缘，图中红色的线就是主光线。主光线角度为主光线 与平行光线的角度。
4
LF为Modulation Transfer Function的缩写，意思是调制传递函数，其数值反映的是镜 头的解析能力。
好的解析能力
差的解析能力
4
Lens光学特性-MTF
Ⅱ. MTF Test
Test Chart
Projection
USAF 1951
4
Lens光学特性-Color Shading
Ⅰ. Color Shading 介绍
Color Shading意思是色差，因为镜头镀膜曲线的关系，使得传感器获得不同波段的光能 量，不同波段的光线代表作不同的色彩，从而直接影响到影像成像的颜色。镀膜曲线趋向 短波长方向会导致影像偏绿，镀膜曲线趋向长波长方向会导致影像偏红。
4
Lens光学特性-FOV
Ⅱ. FOV Test
Test Chart
FOV Test Chart Test Methodology
注：d为camera实际拍摄到chart的长度（图纸按照1：1刻度画格子），s为camera到测试图纸的距离
4
Lens光学特性-Distortion
Ⅰ. Distortion介绍
镜头 镜座
镜头解剖图
2
Lens类型
Lens Types
Item 1.透光率 2.成型难度 3.生产良率 4.价格
Spheric glass lens 好 难 低 贵
Plastic lens 差 易 高 便宜 低端摄像器材 (手机，笔记本计算机 ，游戏机 等)
Remark 相对比较 相对比较 相对比较 相对比较
Relative Illumination of Mini-lens
1.1 1 0.9
100%
200 400 600
Pixel
60%
0.8
80%
800 1000 1200 1400 200 400 600
0%
0.7 0.6 0.5 0.4 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Pixel 0.3
Y1 Y5 Y3
Distortion Test Chart Test Methodology
Y2
Y6
Y4
测试图像
注：A=（A1+A2）/2 A1=(Y2-Y1) A2=(Y4-Y3) B=(Y6-Y5)
4
Lens光学特性-Shading
Ⅰ. Shading 介绍
Shading意思是阴影，主要是因为镜头的关系，使得传感器表面各部位获得的光能量有 差异，从而导致影像四角与中心会存在明暗差异。
镀膜曲线 向左偏移 影像趋向 偏绿
镀膜曲线向 右偏移影像 趋向偏红
偏绿图像
偏红图像
正常图像
4
Lens光学特性-Color Shading
Ⅱ. Color Shading Test
TestChart 测试扩散器 用什么工具测量？
TestDiffuser
Test Methodology * Block size (W/3)*(H/3) pixels, W=Image width, H=Image height； * Measure the R,G,B value from the block of the image； * Color Shading Region X_ RG = Average R / Average G *100% (X=1,2,3,4,5,6,7,8,9)； * Color Shading Region X _ BG = Average B / Average G *100%(X=1,2,3,4,5,6,7,8,9)； * Find out the Min and Max ratio.
4
Lens物理特性-FBL
FBL介绍
FBL为Flange Back Length的缩写，意思是后焦 。是指镜头最后端至成像面的长度。如 下图红色箭头长度。 镜头最后端是哪个 位置？成像面是哪 个面？
4
Lens物理特性-Illumination
Illumination介绍
Illumination意思是相对照度 。是指物体或被照面上被光源照射所呈现的光亮程度，称为 照度。相对照度为中心照度与外围照度比值。
Lens特性介绍
4
Lens物理特性-EFL
EFL介绍
EFL为Effective Focal Length的缩写，意思是有效焦距。有效焦距就是透镜系统中心到 成像焦点的距离（即光学系统中心到成像面的距离）。镜头的焦距分为像方焦距和物方焦 距。像方焦距是像方主面到像方焦点的距离，同样，物方焦距就是物方主面到物方焦点的 距离。如下图：
镜桶/镜座材料 准备
组装
测试
包装
检验
4
1.物理特性 (1).EFL (2).FOV (3).F/NO (4).Image Circle (5).TTL (6).FBL (7).Illumination (Relative Illumination) (8).CRA(Chief Ray Angle) 2.光学特性 (1).MTF (2).FOV (3).Distortion (4).Shading (5).Color Shading (6).Flare (7).Ghost
Relative Illumination of Mini-lens
1.1
1.1
Relative Illumination
200 400 600 800 1000 1200 1400
100 %
60 %
1
1
0.9 0.8
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
80 %
Pixel
0%
0.7 0.6 0.5 0.4
手机照相模组-Lens介绍
O-FILM CCM TEAM
Reported by:
晏政波
Revised by:
廖小武
Date:
2012.5.28
数据内容
1
Lens基本结构
Lens 类型 Lens工艺流程 Lens特性介绍
2
3
4
1
Lens基本结构
镜桶 镜片 迈拉片 镜片 IR镜片
什么是迈拉片？
照相模块
室内灯管眩光
室外太阳眩光
4
Lens光学特性-Flare
Ⅱ. Flare Test
Test Condition
日光灯 Test Methodology 拍摄日光灯，不允许出现明显的光斑。
4
Lens光学特性-Ghost
Ⅰ. Ghost介绍
Ghost是鬼影的意思，是指拍摄强光源的相对位置，在影像中出现一串淡淡的有颜色的光 圈(通常为绿色、紫色或紫罗兰色)，叫做Ghost。此现象是由于镜片的反复折射、镜筒内面 的反射或散射等造成，通过镜片的镀膜及内面防反射处理的加强，可以大幅度地减少鬼影 ，但不可能完全消除。
Distortion意思是畸变。是测量镜头边缘之形变程度，平面的四方形测试图在拍摄后，影 像与原来的样子不相同，便叫做影像畸变。畸变分为二种类型，枕形(Pincushion)与桶形 (Barrel) ，如下图所示：