手机摄像模组的光学基本知识及测试

1、目录一、Module的簡介UTE站UTE站二、光學基礎原理三、鏡頭結構圖與常見規格名稱說明四、鏡頭運用注意項目UTE站UTE站五、相關測試設備介紹六、各式chart的說明UTE站一 Module的簡介UTE站Module概念LensLens holderUTE站UTE站PCB /Flex cableFl ；一一 UTE站SensorModuleUTE站Module組成Carrera modd©UTE站光學在數位成像系統的運用Sen sor SystemTiming ControlPower ControlActual SceneImage DisplaySource: Motorol

2、a10 Bit Ato DProcessor System6NTSC outUSB Output YUV OutputAudio CODECStrobe ControlyViRemovable MediaLStatus LCD user interfacMemoryUTE站COB與CSP結構COB (Chip on Board)Old Tech no logy/ Packagi ng Level/ Short Height/ Good Light Absorption No Patent/ Low YieldUTE站Wafer Level/ Patent/ High Yield New Tec

3、h no logy/ High Height/ Low Light Absorpti onCSR (Chip Scale Package)UTE站UTE站s Glass ESensor & ISP oil dieEPOXYGlass SubstrateWii e BondingPCBMoldedEncapsulationLens co&UTE站OISCIose-LoopW Sensor VCM With Close Loop OIS DriverGyroscopeUTE站 Sensor VCM Close LoopClose Loop DriverUTE站二光學基礎原理UTE站

4、光是我們視覺的媒介White lightPrsmRedOrange YellowGreen BlueIndigoVoeiUTE站UTE站人類眼睛玻坯应液体太阳穴一儀图ia-1眼球的水平断五图UTE站h【.Bln三B 谙-«>*3寻喜>>>aDJKMlS |U0nIBUtUTE站基礎光學之內容反射定律折射定律 透鏡成像 干涉繞射光學基本光學元件UTE站折射.反射.吸收UTE站reflected light S-Polarization, coming out of page / P-Polarization, parallel to pageFtransmitt

5、ed lightUTE站物距像距UTE站UTE站P為物距q為像距，f為焦距1111=pqff1及f2是各別透鏡的焦距，d則為鏡片間的距離，E.F.L為等效焦距E.F.L =拆"拆+UTE站UTE站UTE站干涉AE(“UTE站UTE站zt繞射光柵（穿透式）UTE站繞射光柵（反射式）UTE站Lens鏡片透鏡形狀UTE站UTE站雙凸透鏡平凸透鏡彎月形透鏡雙凹透鏡平凹透鏡UTE站UTE站Figure 1 Convex LensUTE站公司不常用的Lens直角菱鏡(Right- angle prism)Corner cubeUTE站Optics: LensesWhile Light"

6、Red & BluePtePlano-Convex LensUTE站能产生清晰的、与物貌完全相似的像的光学系统。光学系 统是由透镜、反射镜棱镜及光阑等多种光学元件按一定次序组合成的整体光源準直透鏡校正方法1把光源固定在A點，調節準直透鏡，使在C處接收的光斑最清晰。 量測此時光斑的半徑R2。2移動接收屏，量測在B位置時光斑的半徑R2發散角 a=Atan(R2-R1)/BC注：測量過程中，得確寶接收屏垂直於光軸UTE站h【.Bln111一 :LENS的基本結構UTE站UTE站三：Lens DrawingCOMPOSITIONS ELEMENTS.ALL PLASTICSENSOR：8M-&

7、quot;3 2” CMOS(4.569 6x3.4272. DIAGONALS. 712)EFLm-3.69FB=4.93±O. l(AIRJNANnY)=5.O±0.1 (INFINITY,WITH 0.21mm IR FILTER)-5.1410.1 (AT 0.1m,WITH 0.21mm IR FILTER) FMO=2.2±5«FIELD OF MEWv£ftTlCAL: 49.4-(Y*-1.7136)HORIZONTAL： 63.r(*2.2848)DIAGONAL ：7了(丫三 2 B56)ENTRANCE PUPILP=0.

8、39 RGHT FROM THE FIRST SURFACED-41.63EXIT PUPILP=3.17 LEFT FROM THE I WAGE PLANED=-91.4OTV-DISTORTION(Traditi<?nar2) < 1.5% RELATIVE ILLUMINAWCE=40.5%(©Y=2.856)(Ref.) CHIEF RAY ANGLE <3Q*MAXIMUM IMAGE ClRCLE；051IR-CUT COATIMG FILTER:NONEBARREL MATER!AL!PC(8UXCK)VCV- TYPE汀0K P/F-657ABA(

9、3呵0,出一 1.61. Vendor/taking Longon *9547A12 Material: H&agO"243. Motcrial must tallied with Litcon LS-301 standard4. y is Critical DimenslenRoHS St-OHdard:This Part should not contcin any substanceswhich are specifi-ed in Liteon's satandurd LS-3Q 1430-80.50,2 KIR FILTER)IMAGF P ANFcroal

10、-1.343.5. _一 138(AT I1AFkst telraseKorl ZhcrgItwkxrirtxrBy 間 H5呗atLENS(LarganJ9547Al)10P1BA8L5Sr fcce trrotutrtERAVM BDfSIGNFR 3YKfi.d 乃wngKaH Zkn?卩细I Ml21-O648O-0OACD)VW.ACKCK ElA»R3VEE EYA?5Roc VongTl&atM&LOSYCQFK二:LENS基本概念1、EFL：指焦距，为焦点到对应主点的距离2、BFL：背焦量，指对焦完成后，LENS最后一面到像面的距离3、FOV：视场角4

11、、Distortion：畸变 5、Relative lllumination：相对照度（渐晕） 6、Max. Image Circle：最大成像圆UTE站UTE站7、FNO.(F-Number光）:镜头的透光能力UTE站Optical Material-BacflostPymx 774$(巨 tug«y 8S«SEIW±i-BK?KS-B270-BaFNIO-SF9FD5-SF10/FD10SF11/SFL11LaSFN91700 18C0 1900 2000 2100 2200Wavelength HUTE站DistortionDistortion的中文含意是“

12、变形”,它是用来检测影像是否保持正常的形状，通 过测试检测影像是否由lens导致“枕形畸变”(pincushion)和“桶形畸 变” (barrel)UTE站“桶形畸变” (barrel) W HHdWdUTE站UTE站Horizontal distortion = (Wd-W)/WVertical Distort io n = (Hd-H)/HHorizontal distortion = (WdW)/WVertical Distortion = (Hd-H)/HUTE站UTE站UTE站UTE站MTT基礎原理UTE站UTE站Im 啊 M M卩DOOgB：a/WUTE站UTE站UTE站IK G

13、lass（平板玻璃）IR GlassICOBlue GlassT%50904030201007刃WX) 650850900950O 450一/JfffJ /II (、X1111I1 /1/ Jf/1J70A(nm)UTE站四、鏡頭運用注意項目UTE站鏡頭員F驅動原理0.20 (Sensor base on S5K4E1G)04.76 (lens or norrialnocle)匕,EG(Lens on macro node)1.35Mm10cmrsAoWObod歿evu星>3M匕><>3 steps = 2.7um7 steps - 6.3umUTE站1.93（0.65

14、）g1,71oinIMAGE076h【.BlnJFlare客户投诉flare现象UTE站黑角 &shadingUTE站五、相關測試設備介紹UTE站:测试基础逆投影機PD100-使用说明UTE站测试基础一逆投影解析A4A3B4B3AlB2G1 G2G3 G4.0D2ED3F3ElF4E3£4Liteon Chart324050ODD = ODD =DDD 臺200 160 125 100 80 63H2C2D4用 途：測試單體Lens的影像解析品质通用性：行业通用、国际标准 测试方式：目视UTE站四：测试基础DSC500 & DSC501UTE站UTE站DSC501Li

15、ght Source0-45 mmDSC500系统测试架构DSC500UTE站四：测试基础DSC500 & DSC501DSC500 & DSC501基本测试项目:項目說明MTFR.、G、B、W C hannel25 點 Test Points可依WTTF自動分級AEDOF< 深(Deep of Focus)FBL機械後焦(Flange Back Focal Length)TV Distortion變形量Sliaduig相對週邊中心亮度比Magnification倍率(中心)E.F.L.Effective Focal LengthThrough FocusLens Com

16、pare兩M Tlirough Focus自動比對分析COF嚴止頻率(Cutoff Frequency)TVLTV LineAll FrequencyMTF頻率變化分佈曲線(SFR)DSC-500 HelpUTE站Trloptlcs MTF機 MTF on-axis and off-axis> Though Focus characteristics EFL> FFL Distortion> Astigmatism> Field curvature> Chromatic aberrations Chief ray angle> F/# Vignetting1

17、 Field of ViewRelative illumination etc.UTE站LED Emts-sion SpectrumUTE站EDX設備量測ectrum 2314 CumElectron Image 1Electron Image 1UTE站六各式chart的說明UTE站测试基础MTF chartUTE站测试基础MTF chart用途：模組解析影像品质测试方式：计算机自动测量（大部分是需要通過手動調焦，但需滿足程式內所 設規格）MTF 二【MAX - 【MAX + I MINUTE站MTF checks the captured image sharpness Measureme

18、nt of resolution or amount of detail that can be distinguished by imager system.The higher MTF value the better sharpness in the optical system.ROI (Region Of Interest)是指在测试 chart上的一个测试区域，它的位置是这样 定义的，取chart的中心原点到chart四角顶端 的距离为100%，四角测试区域的中心到 chart中心原点的百分比即ROI位置。如下图所示，图例ROI位置分別為60和80UTE站测试基础18% Gray Chart用途：驗證 shading - blemish defect pixel white balanceShading=xlOO%注:18%的中灰是指光從物體上反射回來的亮度 > 他不是一種顔色! ! 黑色的布料比較容易吸取熱能、白色的比較容易反彈光，所以才用18%中灰色UTE站测试基础lack Chart用途：測試Dark Noise同時 也可以測試FlareUTE站Distortion ChartDistortion的中文含意是“变形”，它是用来检测影像是否保持正常的形状，通 过测试检测影像是否由lens导致“枕形畸变”(pincushion)和“桶形畸 变” (barr