摄像头模组，全称CameraCompact Module，简写为CCM。CCM 包含四⼤件： 镜头(lens)、传感器（sensor）、软板（FPC）、图像处理芯⽚（DSP）。决定⼀个摄像头好坏的重要部件是：镜头（lens）、图像处理芯⽚ （DSP）、传感器（sensor）。CCM的关键技术为：光学设计技术、⾮球⾯镜制作技术、光学镀膜技术。

⼯作原理：物体通过镜头（lens）聚集的光,通过CMOS或CCD集成电路，把光信号转换成电信号，再经过内部图像处理器（ISP）转换成数字图像信号输出到数字信号处理器（DSP）加⼯处理，转换成标准的GRB、YUV等格式图像信号。

1.Lens

Lens是⼀个能够接收光信号并汇聚光信号于感光器件CMOS/CCD的装置。Lens决定sensor的采光率，其整体效果相对于⼀个凸透镜。它通常由由几片透镜组成，从材质上看，摄像头的镜头可分为塑胶透镜和玻璃透镜。

通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G（P代表Plastic，G代表Glass）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：1P、2P、1G1P、1G2P等)。

1.1Lens主要指标

A、消除尽可能多Flare

B、画质清晰度

C、CRA(Chief Ray Angle主光线⾓度)要match，减少shading(Lens cra < Sensor CRA, 相差最好在2度以内)

D、光圈尽可能的⼤

E、Distortion 尽可能的轻微等

1.2 Lens主要参数

（1）焦距：镜头焦距的长短决定着拍摄的成像⼤⼩，视场⾓⼤⼩，景深⼤⼩和画⾯的透视强弱。⼀般来说对于单⽚镜头就是镜头中⼼到焦点的距离，⽽相机镜头是由多⽚透镜组合，就要复杂许多。这⾥焦距就指的是从镜头的中⼼点到感光元器件（CCD）上所形成的清晰影像之间的距离。

（2）视场⾓：我们常⽤⽔平视场⾓来反映画⾯的拍摄范围。焦距f越⼤，视场⾓越⼩，在感光元件上形成的画⾯范围越⼩；反之，焦距f越⼩，视场⾓越⼤，在感光元件上形成的画⾯范围越⼤。

（3）F值（⼝径⽐）：F 值即指镜头之明亮度(即镜头的透光量)。F=镜头焦距/光圈直径。F值相同,长焦距镜头的⼝径要⽐短焦距镜头⼝径⼤。

（4）光圈：光圈是位于镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可⽤来控制通过镜头的光线的多少。可变光圈(Iris diaphragm)。镜头内部⽤来控制阑孔⼤⼩的机械装置。或指⽤来打开或关闭镜头阑孔，从⽽调节镜头的f-stop的 装置。

（5）景深：当某⼀物体聚焦清晰时，从该物体前⾯的某⼀段距离到其后⾯的某⼀段距离内的所有景物也都相当于是清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。

2. VCM（Voice Coil Motor）⾳圈马达

全称Voice Coil Montor，电⼦学⾥⾯的⾳圈电机，是马达的⼀种。因为原理和扬声器类似，所以叫⾳圈电机，具有⾼频响、⾼精度的特点。其主要原理是在⼀个永久磁场内，通过改变马达内线圈的直流电流⼤⼩，来控制弹簧⽚的拉伸位置，从⽽带动上下运动。⼿机摄像头⼴泛的使⽤VCM实现⾃动对焦功能，通过VCM可以调节镜头的位置，呈现清晰的图像。

2.1 VCM性能指标

VCM的性能主要是看电流和⾏程距离的⽐值。从启动电流开始，电流上升要和所能驱动的⾏程距离成⽐例，所需要上升电流越⼩，精度越⾼，同时还看最⼤耗电量，最⼤功率，尺⼨⼤⼩。

2.2 VCM分类

从结构上⼤致可分三类： （1）弹⽚式结构 ；（2）滚珠式结构； （3）摩擦式结构。

从功能上⼤致分为五类： （1）Open loop开马达; （2）Close loop闭环马达 ；（3）Alternate中置马达 ；（4）OIS光学防抖马达（分平移式、移轴式、记忆⾦属式等）；（5） OIS+Close loop六轴马达 。

2.3 Auto Focus 原理

进⼊⾃动调焦模式后，Driver从0到最⼤值，使得镜头从原地移动到最⼤位移处，此时sensor成像⾯⾃动拍摄图⽚并保存到DSP内，DSP 通过这些图⽚，计算每⼀副图⽚的MTF（Modulation transfer function）值，从⽽在这条MTF曲线中找到最⼤值，并通过算法，得到这个点对应的电流⼤⼩，再⼀次指⽰Driver提供给⾳圈这个电流，⽽使镜头稳定在这个成像⾯，使得达到⾃动变焦。

2.4 变焦和对焦

A:实现光学变焦采⽤变焦马达（ZOOM）

通过移动镜头内部的镜⽚来改变焦点的位置，改变镜头焦距的长短，并改变镜头的视⾓⼤⼩，从⽽实现影响的放⼤与缩⼩。

B:实现⾃动对焦采⽤对焦马达（AF）

过微距离移动整个镜头(⽽不是镜头内的镜⽚)的位置,控制镜头焦距的长短,⽽实现影像 的清晰.⼿机中常⽤的⽅法。

（光学对焦和光学变焦是不同的概念:光学变焦是通过移动镜头内部镜⽚的相对位置来改变焦点的位置，改变镜头焦距的长短，并改变镜头的视⾓⼤⼩，从⽽实现影像的放⼤与缩⼩；光学对焦是实际上是调整整个镜头的位置(⽽不是镜头内的镜⽚)的位置，来控制像距，从⽽使成像最清晰）

3.IR-CUT

⾃然界存在着各种波长的光线，⼈眼识别光线的波长范围在320nm-760nm之间， 超过320nm-760nm的光线⼈眼就⽆法见到；⽽摄像机的成像元器件CCD或CMOS可以看到绝⼤部分波长的光线。由于各种光线的参与，摄像机所还原出的颜⾊与⾁眼所见在⾊彩上存在偏差。如绿⾊植物变得灰⽩，红⾊图画变成浅红⾊，⿊⾊变成紫⾊等。在夜间由于双峰滤光⽚的过滤作⽤，使CCD不能充分利⽤所有光线，不产⽣雪花噪点现象及其低照性能难以令⼈满意。为了解决这个问题，就使⽤IR-CUT双滤镜。

IR-CUT双滤镜是指在摄像头镜头组⾥内置了⼀组滤镜，当镜头外的红外感应点侦测到光线的强弱变化后，内置的IR-CUT⾃动切换滤镜能够根据外部光线的强弱随之⾃动切换，使图像达到最佳效果。也就是说，在⽩天或⿊夜下，双滤光⽚能够⾃动切换滤镜，因此不论是在⽩天还是⿊夜下，都能得到最佳成像效果。

3.1 IR-CUT 组成及原理

IR CUT双滤光⽚切换器由⼀个红外截⽌低通滤光⽚（⼀⽚红外截⽌或吸收滤光⽚）、⼀个全光谱光学玻璃（⼀⽚全透光谱滤光⽚）、动⼒机构（可以是电磁、电机或其他动⼒源）以及外壳组成，它通过⼀块电路控制板来进⾏切换、定位。当⽩天的光线充分时，电路控制板驱使切换器切换并定位到红外截⽌滤光⽚⼯作，CCD或CMOS还原出真实⾊彩；当夜间可见光不⾜时，红外截⽌滤光⽚⾃动移开，全光谱光学玻璃开始⼯作，这时，它能感应红外灯的红外光，使CCD或CMOS充分利⽤到所有光线，从⽽⼤⼤提⾼了红外摄像机的夜视性能，整个画⾯也就清晰⾃然了。

3.2 IR-CUT指标

a、滤光⽚的红外线截⽌程度，透光率，和光整形效果等。

b、动⼒驱动部分

c、控制电路

d、滤光⽚：⼀般⽤镀膜(IR Coating)的⽅法或蓝玻璃来滤除红外光。

Holder 镜头座

镜头座如果从材质上来说，分为金属材质和塑料材质。镜头座从接口上面来区分的话，可以分为C、CS、M12、M9、M8等等各种不同接口的镜头，这就是根据你的需求选择。

4.Image Sensor

Image sensor（图像传感器）是⼀种半导体芯⽚，其表⾯有⼏百万到⼏千万个光电⼆极管，光电⼆极管受到光照就会产⽣电荷，将光线转换成电信号。其功能类似于⼈的眼睛，因此sensor性能的好坏将直接影响到camera的性能。

4.1 Sensor结构

4.2分类

感光原件：CCD、CMOS(PPS和APS)

不同⼯艺：前照式FSI、背照式BSI、堆栈式

2.4.3 指标

1.像素

传感器上有许多感光单元，它们可以将光线转换成电荷，从⽽形成对应于景物的电⼦图像。⽽在传感器中，每⼀个感光单元对应⼀个像素（Pixels），像素越多，代表着它能够感测到更多的物体细节，从⽽图像就越清晰，像素越⾼，意味着成像效果越清晰。摄像机分辨率的乘积就是像素值，例如：1280×960=1228800

2.靶⾯尺⼨

图像传感器感光部分的⼤⼩，⼀般⽤英⼨来表⽰。和电视机⼀样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对⾓线长度，如 常见的有1/3英⼨，靶⾯越⼤，意味着通光量越好，⽽靶⾯越⼩则⽐较容易获得更⼤的景深。

3.感光度

即是通过CCD或CMOS以及相关的电⼦线路感应⼊射光线的强弱。感光度越⾼，感光⾯对光的敏感度就越强，快门速度就越⾼，这在拍摄运动车辆，夜间监控的时候尤其显得重要。

4.电⼦快门

是⽐照照相机的机械快门功能提出的⼀个术语。其控制图像传感器的感光时间，由于图像传感器的感光值就是信号电荷的积累，感光越长，信号电荷积累时间也越长，输出信号电流的幅值也越⼤。电⼦快门越快，感光度越低，适合在强光下拍摄。

5.帧率

既指单位时间所记录或者播放的图⽚的数量。连续播放⼀系列图⽚就会产⽣动画效果，根据⼈类的视觉系统，当图⽚的播放速度⼤于15幅/秒（即15帧）的时候， ⼈眼就基本看不出来图⽚的跳跃；在达到24幅/s——30幅/s（即24帧到30帧）之间时就已经基本觉察不到闪烁现象了。

每秒的帧数（fps）或者说帧率表⽰图形传感器在处理场时每秒钟能够更新的次数。⾼的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。

6.信噪⽐

是信号电压对于噪声电压的⽐值，信噪⽐的单位⽤dB来表⽰。⼀般摄像机给出的信噪⽐值均是AGC（⾃动增益控制）关闭时的值，因为当AGC接通时，会对⼩信号进⾏提升，使得噪声电平也相应提⾼。

信噪⽐的典型值为45——55dB，若为50dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出现噪声，信噪⽐越⼤说明对噪声的控制越好。这个参数关系的图像中噪点的数量，信噪⽐越⾼，给⼈感觉画⾯越⼲净，夜视的画⾯中点状的噪点就越少。

ISP

ISP是Image Signal Processor（图像信号处理器）的简称，而DSP是Digital Signal Processor（数字信号处理器）的缩写。ISP（图像信号处理） 主要完成数字图像的处理⼯作，把 sensor 采集到的原始数据转换为算法⽀持的格式。

ISP一般用来处理Image Sensor（图像传感器）的输出数据，如做AEC（自动曝光控制）、AGC（自动增益控制）、AWB（自动白平衡）、色彩校正、Lens Shading、Gamma校正、祛除坏点、Auto Black Level、Auto White Level等等功能的处理。

ISP 处理具体的流程：

1、外部光线穿过 lens 后， 经过 color filter 滤波后照射到 Sensor ⾯上；

2、Sensor 将从 lens 上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的 AD 转换为数字信号。

DSP

5 DSP

数字信号处理器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和ISP区别:

DSP功能就比较多，它可以做些拍照以及回显（JPEG的编解码）、录像以及回放（Video 的编解码）、H.264的编解码、还有很多其他方面的处理。ISP是一类特殊的处理图像信号的DSP。目前ISP可以作为一颗芯片单独存在，也可以直接集成在Image Sensor内部，对外输出就是经过ISP处理之后的YUV图像，如果不带ISP的Image Sensor输出的就是RAW格式的图像数据。也可以直接集成在AP里面，直接使用AP内部的ISP进行图像信号处理。