android camera(一):camera模組CMM介紹
平臺資訊:
核心:linux
系統:android
平臺:S5PV310(samsung exynos 4210)
作者:xubin341719(歡迎轉載,請註明作者)
新專案開案,程式碼他們還沒給得到,三星那邊辦事流程就是多,煩人(嘿嘿只是說說,流程從另一方面說明了人家標準化的程度高)。看看程式碼,把前一段時間工作的內容整理下,發出來。一方面有相同問題的“同學”可以看下,說不定問題就解決了; 再一方面自己工作方面記錄吧,整個流程整理出來,加深自己的印象,技術還得提高呀。這樣利人利己的事多做點好……“為人民服務!”(我不是**黨,只是技術P民)
這篇比較基礎,做為科普知識看一下。
一、攝像頭模組(CCM)介紹:
1、camera特寫
攝像頭模組,全稱CameraCompact Module,以下簡寫為CCM,是影像捕捉至關重要的電子器件。先來張特寫,各種樣子的都有,不過我前一段時間除錯那個有點醜。
2、攝像頭工作原理、camera的組成各元件的作用
想完全的去理解,還得去深入,如果是程式碼我們就逐步分析,模組的話我們就把它分解開來,看他到底是怎麼工作的。看下它是有那些部分構成的,如下圖所示:
(1)、工作原理:物體通過鏡頭(lens)聚集的光,通過CMOS或CCD積體電路,把光訊號轉換成電訊號,再經過內部影象處理器(ISP)轉換成數字影象訊號輸出到數字訊號處理器(DSP)加工處理,轉換成標準的GRB、YUV等格式影象訊號。
(2)、CCM 包含四大件: 鏡頭(lens)、感測器(sensor)、軟板(FPC)、影象處理晶片(DSP)。決定一個攝像頭好壞的重要部件是:鏡頭(lens)、影象處理晶片 (DSP)、感測器(sensor)。CCM的關鍵技術為:光學設計技術、非球面鏡製作技術、光學鍍膜技術。
鏡頭(lens)是相機的靈魂,鏡頭(lens)對成像的效果有很重要的作用,是利用透鏡的折射原理,景物光線通過鏡頭,在聚焦平面上形成清晰的影像,通過感光材料CMOS或CCD感光器記錄景物的影像。鏡頭廠家主要集中在臺灣、日本和韓國,鏡頭這種光學技術含量高的產業有比較高的門檻,業內比較知名的企業如富士精機、柯尼卡美能達、大立光、Enplas等
感測器(sensor)是CCM的核心模組,目前廣泛使用的有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)元件;另一種是CMOS(互補金屬氧化物導體)器件。
電荷藕合器件影象感測器CCD(Charge Coupled Device),它使用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變成電荷,通過模數轉換器晶片轉換成數字訊號。CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像 素為單位。當CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在元件上,所有的感光單位所產生的訊號加在一起,就構成了一幅完整的畫面。CCD感測器模組以日本廠商為主導,全球規模市場有90%以上被日本廠商壟斷,以索尼、松下、夏普為龍頭。
互補性氧化金屬半導體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電)和 P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片紀錄和解讀成影像。CMOS 感測器主要美國、臺灣和韓國為主導,主要生產廠家有美國 OmniVision、Agilent、Micron,臺灣的銳像、原相、泰視等,韓國的三星、現代。
影象處理晶片(DSP)是CCM的重要組成部分,它的作用是將感光晶片獲得的資料及時快速地傳遞中央處理器並重新整理感光晶片,因此DSP晶片的好壞,直接影響畫面品質(比如色彩飽和度,清晰度等)。
FPC柔性電路板(柔性PCB): 簡稱"軟板", 又稱"柔性線路板",連線晶片和手機。起到電訊號傳輸作用。
3、camera模組的裝配方式
(1)、定焦模組裝配圖
CCM分為定焦模組和自動變焦模組,其中定焦模組主要由鏡頭、鏡座、感光積體電路、軟性線路板、補強和鋼片裝配而成,其裝配圖如下:
(2)、自動變焦模組裝配圖
以前我不知道手機上的光學變焦是怎麼會事,以為那些都是忽悠人的,看這個圖這下明白了,如果你也不知道,看下這個圖,原來裡面有個音圈馬達,這個只有高畫素的模組才有,這個我們不用管,知道怎麼光學變焦就可以了。
自動變焦模組由鏡頭、音圈馬達、底座支架、感光積體電路、驅動積體電路和聯結器組成,其裝配圖如下:
(3)、3D模組
傳說中的3D是怎麼會事,多幾臺攝像機拍攝。手機上也有了??有點強大
看人家手機上用的,感覺看著不太好看,高科技的東西開始就是做得醜了一點,我們瞭解有這個東西就行了:
4、攝像頭的一些技術指標
(1)、影象解析度/解析度(Resolution)
QSIF/QQVGA |
160 x 120 |
19200 |
|
QCIF |
176 x 144 |
25344 |
|
SIF/QVGA |
320 x 240 |
76800 |
|
CIF |
352 x 288 |
101376 |
10萬畫素 |
VGA |
640 x 480 |
307200 |
30萬畫素(35萬是指648X488) |
SVGA |
800 x 600 |
480000 |
50萬畫素 |
XGA |
1024 x 768 |
786438 |
80萬畫素 |
SXGA |
1280 x 1024 |
1310720 |
130萬畫素 |
UXGA |
1600 x 1200 |
1920000 |
200萬畫素 |
QXGA |
2048 x 1536 |
3145728 |
300萬畫素(320W) |
QSXGA |
2592 x 1944 |
5038848 |
500萬畫素 |
2816 x 2112 |
2947392 |
600萬畫素 |
|
3072 x 2304 |
7077888 |
700萬畫素 |
|
3200 x 2400 |
7680000 |
770萬畫素 |
|
3264 x 2448 |
7990272 |
800萬畫素 |
|
3876 x 2584 |
10015584 |
1000萬畫素 |
(2)、影象格式(imageFormat/Colorspace)
RGB24,420是目前最常用的兩種影象格式。
RGB24:表示R、G、B三種顏色各8bit,最多可表現256級濃淡,從而可以再現256*256*256種顏色。
I420:YUV格式之一。其它格式有:RGB565,RGB444,YUV4:2:2等。
(3)、自動白平衡調整(AWB)
定義:要求在不同色溫環境下,照白色的物體,螢幕中的影象應也是白色的。色溫表示光譜成份,光的顏色。色溫低表示長波光成分多。當色溫改變時,光源中三基色(紅、綠、藍)的比例會發生變化,需要調節三基色的比例來達到彩色的平衡,這就是白平衡調節的實際。
(4)、影象壓縮方式
JPEG:(joint photo graphicexpert group)靜態影象壓縮方式。一種有損影象的壓縮方式。壓縮比越大,影象質量也就越差。當影象精度要求不高儲存空間有限時,可以選擇這種格式。目前大部分數碼相機都使用JPEG格式。
(5)、彩色深度(色彩位數)
反映對色彩的識別能力和成像的色彩表現能力,實際就是A/D轉換器的量化精度,是指將訊號分成多少個等級。常用色彩位數(bit)表示。彩色深度越高,獲得的影像色彩就越豔麗動人。現在市場上的攝像頭均已達到24位,有的甚至是32位
(6)、影象噪音
指的是影象中的雜點干撓。表現為影象中有固定的彩色雜點。
(7)、視角
與人的眼睛成像是相成原理,簡單說就是成像範圍。
(8)、輸出/輸入介面
序列介面(RS232/422):傳輸速率慢,為115kbit/s
並行介面(PP):速率可以達到1Mbit/s
紅外介面(IrDA):速率也是115kbit/s,一般膝上型電腦有此介面
通用序列匯流排USB:即插即用的介面標準,支援熱插拔。USB1.1速率可達12Mbit/s,USB2.0可達480Mbit/s
IEEE1394(火線)介面(亦稱ilink):其傳輸速率可達100M~400Mbit/s
今天 有點晚了,後繼續分析camera sensor介面、s5pv310 CAMIF介面、V4L2、FIMC、和我們最終的sensor驅動。