摄像头结构图
摄像头基础知识介绍
一、摄像头结构和工作原理.拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到电脑中进行处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。
数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
DSP结构框架:1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2. JPEG encoder(JPEG图像解码器)3. USB device controller(USB设备控制器)常见的摄像头传感器类型主要有两种，一种是CCD传感器（Chagre Couled Device），即电荷耦合器。
一种是CMOS传感器（Complementary MetalOxide Semiconductor）即互补性金属氧化物半导体。
CCD的优势在于成像质量好，但是制造工艺复杂，成本高昂，且耗电高。
在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但图像质量相比CCD来说要低一些。
CMOS影像传感器相对CCD具有耗电低的优势，加上随着工艺技术的进步，CMOS的画质水平也不断地在提高，所以目前市面上的手机摄像头都采用CMOS传感器。
手机摄像头的简单结构滤光片有两大功用: 1.滤除红外线。
滤除对可见光有干扰的红外光，使成像效果更清晰。
2.修整进来的光线。
感光芯片由感光体(CELL)构成,最好的光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点.二、相关参数和名词1、常见图像格式1.1 RGB格式：传统的红绿蓝格式，比如RGB565，RGB888，其16bit数据格式为5bit R + 6bit G + 5bit B。
摄像头工作原理
JMKMODEL: JK-3161/4 索尼高清CCD内置自动变焦、自动光圈镜头16倍光学变焦镜头12倍数字变焦可调视频传输距离（3步骤）最低照度：0.001 Lux(DSS)RS-485协议and PTZ 控制器接口监控摄像头的分类分类包括：枪形摄像机半球形摄像机一体化摄像机红外摄像机智能高速球型摄像机智能中速球型摄像机数字视频会议摄像机微型针从色彩分为：彩色，黑白，彩转黑从外形分为：枪击，半球，球机从原理分为：模拟，数字摄像头工作原理摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的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(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
注1：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。
注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
DSP结构框架:1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2. JPEG encoder(JPEG图像解码器)3. USB device controller(USB设备控制器)摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。
好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。
摄像头镜头：五玻镜头是主流这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。
简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。
玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。
这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。
摄像头MIPI-CSI介绍
结构层介绍
CSI分三层，对应D-PHY（物理层）、CSI（协议层）、 DCS规范（应用层）、分层结构图如下：
D-PHY ：物理层定义了传输媒介，输入/输出电路 和时钟和信号机制。 Lane Management层：通道管理层， 发送和接收数据流到每条lane（通道的分布和合并） Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析 以及错误检测等。 Application层：描述高层编码和解析数据流 （像素到字节格式命令/解释）
物理层介绍一
除电源及地线外，MIPI CSI2一般会有1对I2C通信引脚，1对MIPI差分时钟引脚 和1~4对MIPI差分数据信号引脚
物理层介绍二
定义了传输介质 (electrical conductors，导体),输入/输出电路信号的电气特性（ electricalparameters）和时钟机制（时序）。即如何从串行位流(Bit Stream)中获取 “0”和“1”信号。规范中的这一部分记录了传输介质的特性，并依据时钟和数据通道
MIPI 概念介绍二
MIPI 接口包括：DCS（显示命令接口）、DBI（显示总线接口）、DPI（显示像素接口）、DSI （显示串行接口）、CSI（显示摄像接口）。 DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。 DSI(DisplaySerialInterface）：定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。 CSI（ CameraSerialInterface ）： 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口 D-PHY：提供DSI和CSI的物理层定义
LLP（low Level Protocol）层
LLP层包括，为串行数据在传输开始（SoT） 到传输结束（EoT）之间传输事件，和传输 数据到下一层，建立位级和字节级同步的方 法。LLP最小数据粒度是一字节。（即面向 字节）LLP层也包括，每字节中各位数值分 布解释，即“端”（Endian）分布。
摄像头的三个重要组成部分：
摄像头的重要组成部分：DSP控制芯片（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）、图像传感器（SENSOR）和镜头（LENS）。
（笔者注：以下资料部分索引自优是数码的F&Q，由网友“爱你有悔”友情提供，在此表示万分感谢。
）工作原理篇：摄像头（CAMERA）主要分数字摄像头和模拟摄像头两种，模拟摄像头即那种可以直接通过视频接口（通常为S端子或AV端子）连接显示设备（一般指电视机或监视器）完成摄像功能的摄像头，特点是模拟影像清晰而连贯，不受分辨率影响，模拟摄像头以中低价位黑白摄像头为主；而数字摄像头可以直接捕捉影像并转换为数字信号存储在电脑里，其信号传输接口发展由早期的串口、并口发展到如今的USB2.0和IEEE1394火线接口，我们这里主要涉及的PC摄像头，其主流就是指USB接口的数字摄像头。
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）（*注1）表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）（*注2）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
注1：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。
注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
部件解构：1、图像传感器在摄像头的三大结构组件中，最重要的个人认为就是图像传感器了，因为感光器件对成像质量的重要性不言而喻，对DV/DV有了解的朋友应该十分清楚这一点。
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前者的价格比较高，因此多用在高端摄像头上，比如下图所示的罗技快看高手版Pro4000 ：而CMOS摄像头则是非常主流（性能，包括价格）的大众级产品，从理论上说，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS 传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。
手机摄像模组结构基础
来作为光学系统的成像质量最重要指标。
4. 模组生产相关技术及图纸
4.1.2 镜片材质
镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜 (plastic)或玻璃透镜(glass)。通常摄像头用的镜头构造有：1P、 2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多，成本越高；玻 璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头， 成像效果就相对塑胶镜头会好。现在市场上的大多摄像头产品为 了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头（即：
SXGA 1/4 1005 20/24 1.8/2.5/3.3 15 YUV/RGB TBD
SXGA 1/5.5 905 20/24 2.5/3.0 15 YUV/RGB 80mW
UXGA 1/4 905 20/24 1.3/2.8/3.3 15 YUV/RGB 125mW
QXGA 1/3 905 20/24 1.8/2.8/3.3 15 RGB 110mW
4.1.1 镜头常识
4.1.1.1 焦距： EFL (Effective Focal Length) 一般用 f 表示。 定义：在光学系统中，主平面到焦点的距离。
4.1.1.2 视场角：View Angle (Field Of View) 一般用ω表示半视角。 定义：入瞳中心对物的张角或出瞳中心对像的张角。
电源 帧率 输出 功率
CIF 1/11 660 24 1.5/1.8/2.8/1.5-3.3 30 YUV/RGB 41.15mW
VGA 1/6.2 867 24 1.5/1.8/2.8/1.5-3.3 30 YUV/RGB TBD
FATP工艺流程
远焦、白板、黑板测试
近焦测试
注意事项： ①轻拿轻放，避免触碰Lens导致通光孔脏污； ②确保镜头朝上放置； ③产品放置到位后轻轻扣合工装，避免连接器压伤； ④不同类型不良品区分放置。
二、FATP生产常规工艺流程
半自动焊接 功能作用：
使用半自动焊接机完成锡丝焊接，连通VCM pin胶与PCB焊盘以确保VCM可被驱动。
焊锡丝
注意事项： ①注意检查焊接质量，避免焊接烫伤、虚焊、焊点不符合尺寸； ②轻拿轻放避免触碰Lens导致通光孔脏污或划伤。
二、FATP生产常规工艺流程
激光焊接
功能作用： 使用激光焊接机完成锡球焊接，连通VCM pin胶与PCB焊盘以确保VCM可被驱动。
0.6mm焊球
注意事项： ①注意检查焊接质量，避免焊接烫伤、虚焊、焊点不符合尺寸； ②轻拿轻放避免触碰Lens导致通光孔脏污或划伤。
• 调焦
• 盖白板
注意事项： ①轻拿轻放，避免触碰Lens导致跑焦或通光孔脏污； ②确保镜头朝上放置； ③产品放置到位后轻轻扣合工装，避免连接器压伤； ④不同类型不良品区分放置。
• 白板测试
二、FATP生产常规工艺流程
点胶&固化
功能作用： 在Lens与Holder或VCM的螺纹缝隙处点胶并UV固化，确保Lens不会转动、跑焦。
注意事项： ①确保辅料贴附方向与SOP要求一致； ②贴附过程中避免再次污染Lens通光孔。
贴保护膜
二、FATP生产常规工艺流程
包装
功能作用： ①防静电袋真空包装，在一定程度上确保产品处于静电防护、防潮的防护状态； ②纸箱包装在一定程度上确保运输过程中产品质量安全。
真空包装
纸箱包装
注意事项： ①确保实物数量与标注数量一致； ②确保标签上相关信息填写正确。
Camera详解
参数指标
最大像素
最大像素英文名称为Maximum Pixels，所谓的最大像素是经过插 值运算后获得的。插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片，在需 要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加 图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与 真正感光成像的图像相比。以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有 效像素拍摄的。
参数指标
闪光灯
闪光灯的英文学名为Flash Light。闪光灯也是加强曝光量的方式之 一，尤其在昏暗的地方，打闪光灯有助于让景物更明亮。使用闪光灯 也会出现弊端，例如在拍人物时，闪光灯的光线可能会在眼睛的瞳孔 发生残留的现象，进而发生「红眼」的情形，因此许多相机商都将 “消除红眼”这项功能加入设计。 消除红眼：在闪光灯开启前先打出微弱光让瞳孔适应，然后再执行 真正的闪光，避免红眼发生。中低档数码相机一般都具备三种闪光灯 模式，即自动闪光、消除红眼与关闭闪光灯。再高级一点的产品还提 供“强制闪光”，甚至“慢速闪光”功能。
工作原理
CMOS（互补金属氧化物半导体）
CMOS的组成： 主要是利用硅和锗两种因素做成的半导体，使其在 CMOS上共存着带N（负电）和带P（正电）的半导体， 这产生的电流即可被DSP处理和解读成影像。 CMOS特点： 成像质量差，优点就是集成度高，可将A/D转换与DSP集 成，功率低，成本低，一般用于网络摄像头和手机摄像头。 市场上的摄像头模组以OV（OMNI VISION美国豪威科技） 和MICRON（美光科技）为主 MIRCRO的SENSOR代表型号有： MT9MO19：130W MT9D111：300W MI360：30W OV代表型号： OV7660 OV7670 0V79XX
工作原理
CCD（电荷藕合器件）
手机摄像头介绍(内部结构、工作原理、制造流程、失效分析、新技术)
彩色深度（色彩位数）
反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，即用多少位的二进制数字来记录 三种原色； 非专业相机的Sensor一般是24位，专业型相机的Sensor至少是36位的；
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其它妙用
Screen FTP
通过登陆Screen FTP的网站，我们可以将PC中一个需要传到手机里的本地文 件上传至服务器；
然后再服务器端就会对该文件进行编码，并以图形像素动画的形式表现在 WEB页面上；
这时只要将手机的摄像头对准屏幕上生成的动画，手机端的软件就会开始对 摄像头捕捉到的动画解码，从而实现文件下载的目的。
无损数码变焦：在拍摄时，手机会以500万像素级别显示图像，当放大图像时， “过采样”程度就会减小，直到一个“超级像素点”还原成普通像素点为止（不同 于一般数码变焦采用的插值计算法，不会损失图像精度和清晰度）。
Copyright: Kaifa-LAB 2012
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其它妙用
二维码扫描：手机世界推出的一款安卓平台免费软件，具有识别商品条形码和
体感游戏
不通过鼠标、键盘、手柄，直接进行游戏。
WIFI手机摄像头
当电脑无摄像头或摄像头坏时，可将手机变身为摄像机，并且通过 WIFI让使 用者在电脑上实时观看。
摄像头查词
Copyright: Kaifa-LAB 2012
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Thank you!
Copyright: Kaifa-LAB 2012
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关键组件 –数字信号处理（DSP）