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Camera Module

首页产品模块Camera Module

Camera Module是指在智能手机等移动设备、汽车、智能家电中拍摄照片及视频的产品。在其所有应用领域中，要求高画质、小型化、超薄化、低功耗、高可靠性，因此需要高水平的技术。三星电机自主设计并生产 Lens、Actuator、PCB等核心零件。作为唯一一家拥有设计、生产全球最高水平相机模组所需的主要核心技术的企业，正在生产移动设备用和汽车用的 Camera Module。

应用领域
智能手机、平板、游戏机、TV、汽车

Samsung Electro-Mechanics Camera Module

  • Lens - Slim Bright Lens High CRA
  • SW - AF/OISImage Examination Calibration
  • New Tech. - Multi Camera New Actuator New Lens
  • Manufacturing - Full Automation High Cycle & Assemble Low tilt PKG tech.
  • Synergy- PCB, Mold, Drive ICFA (Failure Analysis) tech.
  • Sensor - Evaluation Sensor PerformanceNew Sensor Tech.
  • Zoom- High PerformanceOptical Zoom
  • OIS/AF- High PerformanceOIS/ Closed Loop AFBall Guiding Act.

移动设备用相机模组主要产品

Wide Camera Module

Wide Camera Module
108M OIS/AF Camera Module

该款产品是能够实现108M 高清拍摄的超薄化 手机用 OIS/ AF Camera Module。采用1亿像素 Nona传感器，在低亮度环境中也能有效应对，因传感器尺寸增大而采用大口径Lens时，随着尺寸及重量增大，采用了耐冲击及可靠性高的Actuator。

  • Module : 108M, FOV 100
  • Lens : Super Resolution Lens
  • OIS : Super OIS (Ball Guide)
  • Zoom : x1 ~ x4 (Crop Zoom)
108M OIS/AF Camera Module
Sensor Resolution 108M
Format 1/1.33”
Pixel Size 0.8um
Lens Constitution 7P
FOV 79.5°
F# 1.8
TTL 7.8mm
Actuator Type OIS/AF

Tele Camera Module - Vertical

Tele Camera Module - Vertical
13M 2x OIS/AF Camera Module

该Camera Module作为普通模组类型，采用了超小型2倍光学Zoom及防抖（OIS）功能。

  • Module : 13M 2x OIS Module
  • Ball Guide Actuator
  • Sensor : 1/3.42”
  • OIS D-IC inside of Module Head
13M 2x OIS/AF Camera Module
Sensor Resolution 13M
Format 1/3.42"
Pixel Size 1um
Lens Constitution 6P
FOV 45°
F# 2.4
TTL 5.42mm
Actuator Type OIS/AF/Zoom

Tele Camera Module - Folded

Tele Camera Module - Folded
48M Folded Tele Camera Module

该款产品是为实现手机用DSLR 水平的高画质、高倍光学 Zoom功能，而提供超薄/超小型 Tele Zoom(望远变焦)功能的Folded Type Camera Module。世界最早使用 2轴棱镜 Tilt OIS及高画质 Slim Lens，实现了高度超薄化。

  • Module : 48M, 6.9T, Folded Type
  • ZOOM : 4.1x Optical Zoom
  • OIS : Prism X, Y Tilting Stabilization
  • AF : Ball Guide Lens Moving
48M Folded Tele Camera Module
Sensor Resolution 48M
Format 1/2.0”
Pixel Size 0.8um
Lens Constitution 5P
FOV 23.5°
F# 3.5
TTL 18.51mm
Actuator Type OIS/AF/Zoom

Ultrawide Camera Module

Ultrawide Camera Module
12M Ultrawide AF Camera Module

该产品与普通手机用相机(75°视场角)相比，是能够在画面中装下更加宽广空间的光学相机模组(124.5°视场角) ，通过自动对焦功能，提供具有超宽背景画面的鲜明画质影像。

  • Module : 12M Ultrawide
  • Auto-Focus
  • FOV : 124.5°
  • 16.4mm Eq. Lens
12M Ultrawide AF Camera Module
Sensor Resolution 12M
Format 1/2.56"
Pixel Size 1.4um
Lens Constitution 6P
FOV 124.5°
F# 2.2
TTL 6.2mm
Actuator Type Ball guide AF

移动设备用相机模组 Lineup

可应用于多种产品，可与多种传感器产品、OIS/AF及 Optical Zoom等多种功能结合。

* 点击盒子可查看产品的详细信息。

12M Ultrawide AF Camera Module
Sensor Resolution
~12M 13M 16M 20M 48M 64M 108M
Single
Dual
Triple
Quad

车载用相机模组主要产品
Complete Camera Line-up for ADAS/AD*

* ADAS(Advanced Driver Assistance System), AD(Autonomous Driving)

  • 1Rearview Camera
    • - Up to 3Mp, Small Form Factor
    • - Parking Assistance
  • 2e-Mirror
    • - Up to 3Mp
    • - LED flicker mitigation
    • - Heating Solution
  • 3Front Facing
    • - Up to 12Mp
    • - Mono, Dual, Tri-focal
    • - LDW*, LKA*, FCW*, TSR*, AEB*
  • 4Surround View Camera
    • - Up to 3Mp & Wide FOV
    • - 3D view, Park Assistance
  • 5Side Detection Camera
    • - Up to 5Mp
    • - Blind Spot Detection
  • 6Interior Camera
    • - RGB + IR
    • - Driver/Passenger monitoring
  • 7Multi View Camera
    • - Low cost switchable 4-ch Monitoring Solution
    • - View Mode setting : One by one, Auto, Manual
    • - 4-ch camera

* LDW (Lane Departure Warning), LKA (Lane Keep Assist), FCW (Forward Collision Warning), TSR (Traffic-Sign Recognition), AEB (Autonomous Emergency Braking)

Camera Module主要核心技术

基于高画质、高倍率、超薄化，实现新用户体验极大化

三星电机拥有Camera Module核心零件 Lens、Actuator和 PCB 的高精密设计技术和量产技术。 以高分辨率 Slim Lens 技术、高性能小型 Actuator 技术、弯曲型（异型）PCB 最优设计技术、模组 PKG 技术为基础，提供多功能的 High-End Camera Module。

Actuator

Actuator是Camera Module内使 Lens高速上下左右移动，实现聚焦或防抖功能的零件。其主要功能有AF、OIS和光学变焦等。

AF (Auto-Focus)
使Lens位置移动到最佳焦点位置的功能
OIS (Optical Image Stabilizer)
感知手抖程度，保证 Lens位置的功能

Advanced Ball Guide Actuator

三星电机Camera Module产品采用 Ball Guide 方式。通过这一方式，较于 Suspension 或 Spring 支持方式，能够实现大重量 Lens零件的 AF、OIS 驱动。另外，在 OIS 驱动时，将 X、Y Stage化，采用 2轴 Ball Guide，各轴驱动时，排除Cross-Talk，消除Rolling 现象。驱动速度及准确性很高，在节省电池损耗方面也具备优势，同时确保了高可靠性。

  • Ball Guide 结构 (高可靠性、高性能)
  • 相较于其他方式耐冲击、可靠性更强
  • 高画质趋势下实现大重量 Lens 驱动
  • 通过Lens 移动轴的结构性分离保障高精密驱动
  • 通过工序最少化实现产能提升及故障模式最少化
  • Closed Loop 方式 OIS & AF 精密控制
  • 最适合手机的低功率驱动器
Type Ball Guide Spring & Wire
Structure
Settling Time (Relatively) Short Long
Crosstalk No Yes
Weight Limit Over 1000mg Below 1000mg*
Power Consumption Low High
Compensation Angle High (1.5˚) Low (1.0˚)

* 冲击时出现 Spring 变形及断线

Zoom Actuator

Zoom Actuator是实现光学变焦的零件。光学变焦是指利用多片 Lens，调节多种倍率的功能。因此与数码变焦不同，即使将远处的拍摄对象扩大，也能拍摄出清晰、鲜明的照片。相较于当前的直筒(Vertical)方式，Zoom Actuator采用的是能够实现高倍变焦的折叠(Folded)方式。

  • Small & Slim Folded(折叠光学器应用) 高倍 Zoom 模组
  • 凭借Prism Tilt + Ball Guide 结构轻松确保高倍率、高性能
  • 性能可扩展性 : Long Stroke 可应用于多段 Zoom、2D Scanner
  • 通过采用Ball Guide 结构可应用于大重量 Lens
  • 通过工序最少化实现产能提升及故障模式最少化
  • 通过引进Closed Loop方式的控制体系保障高精密度

Vertical vs Folded

直筒(Vertical) 方式是当前普遍使用的结构，要想实现高倍光学变焦就需要确保长焦距离，因此Camera Module的高度就要增高，这也成为了阻碍智能手机设计的一大要因。所以，这种方式的Camera Module在实现高倍光学变焦时存在局限，通常只能支持光学 2~3倍变焦。折叠(Folded) 方式结构则是应用潜望镜原理，通过棱镜折射，使折射的光线通过横向排列的 Lens和 Sensor的结构。通过这一方式无需增加Camera Module厚度，也能确保长焦距离，可以实现高倍光学变焦。

在直筒方式中，随着倍率增加，Camera Module的高度也会随之增加，在光学变焦5倍的情况下，高度将增加到手机上无法安装的程度。折叠方式则可实现Camera Module无突出，超薄设计和高倍变焦。

实现相机无突出高倍光学变焦

Lens

Lens是指手机收集拍摄对象发散出来的光，在 Sensor中形成拍摄对象图像的产品。最近为应对作为智能手机相机使用而上市的 Wide、Tele、Ultrawide、高倍 Zoom 等Camera Module，正在研发多种产品系列。

  • 高分辨率 Slim Lens 核心技术
  • 实现高画质所需的 Lens 设计技术
  • Sub-micron 尺寸的超精密模型生产及组装技术
  • 光学/光用具设计 → 模型设计/生产 → 构建Lens 注塑/组装综合生产体系
  • 可达12M, 48M, 108M，多种高画质 Lens的超薄化
  • 世界首先实现 7p Lens 量产
  • 世界首先实现 Folded Camera Module用 D-cut Lens 量产
  • * Sub-micron : 直径0.2∼0.1um, 1um=0.0001cm

Lens 配件

Lens 配件一般由 Barrel、Lens、Spacer的3种零件构成。Barrel相当于是采用各种零件的 Case作用，Lens的作用是将光传到传感器，使之聚合成像，Spacer的作用是保持 Lens间的距离，为防止出现 Flare、Ghost，阻断不必要的光线。

  • * Flare : 光在 Barrel 内部反射，或因拍摄对象太亮导致的散射而看起来模糊的现象
  • * Ghost : 强光反射到 Barrel 内部或 Lens 面等，在与光源对称的位置留下残像的现象

Lens 单品规格对决定Camera Module分辨率会产生直接影响。为获得优秀的分辨率，对以下的 Lens 单品规格进行了 Sub-micron 单位管理。

Lens Measurement Item 说明
Decenter Lens两面中心间的距离
Concentricity Lens外径中心与Lens有效面中心间的距离
Rib Thickness 凸面(Lens有效径外部面)的厚度
SAG 从Lens的凸面(组装标准面)到Lens弯曲点的距离
Central Thickness Lens中心部的厚度

为实现高分辨率，Lens 单品规格的管理固然重要，但更重要的是要使在各零件的组装过程中出现的光轴偏转最小化。通过旋转各Lens的方向组装，可对偏转的光轴进行整合，由此呈现清晰的图像。

光轴偏转 / 方向组装 / 光轴最优化

PCB

PCB由 PSR、铜箔、绝缘材料等多种材料构成，PCB 上安装有 Actuator、Sensor和电路元件，通过零件间的有机电路动作传送数字图像。 Camera Module中采用了电子产品的密集空间中以折叠形态安装的 Rigid- Flexible PCB和为实现Camera Module Actuator内部安装的 Flexible PCB。

  • PCB 设计核心技术
  • PCB 薄板化结构 (FR-4 0.3T, FR-4 Cavity 0.25T, Metal Cavity 0.15T)
  • Warpage 解析自动化
  • 3D Warpage Scan
  • Electrical 模拟

PCB 薄板化结构

移动设备的技术环境正在向高功能化、超薄化方向高速发展，Camera Module的超薄化要求具备减小构成零件厚度的技术。PCB通过实现减小图像传感器实装部分背面厚度的 Cavity PCB，来应对Camera Module的超薄化需求。

Item Picture Thickness
FR-4 Normal PCB 0.3
Organic Cavity PCB
(Cavity FR-4 材质)		 0.4
(Cavity 0.2)
Metal Cavity PCB
(Cavity Metal 材质)		 0.4
(Cavity 0.15)

Warpage 解析自动化

PCB的弯曲(Warpage) 管理作为影响Camera Module光学设计的重要因素，是高画质Camera Module所需的主要技术。 Warpage 解析基于 CTE Mismatch 理论，研究解析方法论，提供更高的预测准确度，通过解析建模、最优算法开发及程序开发等，实现解析全过程自动化。以此得出最佳结果并在设计中反映。

  • * CTE(Coefficient of Thermal Expansion) : 热膨胀系数，一定压力下物体的热膨胀与温度间的比例

Electrical 模拟

Camera Module的技术进步要求高速的信号传输和低功率，同时还要求低功率零件的开发和即使在 PCB设计中也要将损耗降到最低的设计。通过传输线的 Electrical 模拟，更加准确地预测这些损耗，寻找设计改善点并反映出来。

  • Resistance [mΩ] 分析
  • Coupling Coefficient [%] 分析
  • MIPI Impedance 分析

Module PKG

Module PKG是通过光学零件的安装、接合及检查评价来实现Camera Module性能最优化的技术。

  • 通过公司内置化及精密技术确保高产能
  • Slim PKG 技术开发
  • 高精密组装技术及设备内置化
  • 高分辨率产品所需的高精密组装(Active Alignment) 技术及设备开发
  • 产品特性评价自动化产线 / Particle 检查自动化

COB

COB(Chip on Board)是将半导体芯片附着在 Rigid PCB 上，再通过 Wire Bonding连接 PCB和传感器的 PKG 工艺。该方式可实现自动化及产品的规格化，具有很高的可靠性，是广泛应用于半导体及各种设备生产中的方式。三星电机为提升 Camera Module生产工序中产生的光轴(Optical Axis)及成像面(Imaging Plane)的整合精密度，自主开发并采用了多种工艺。

COB 工艺的代表性工序如下。

COB 工艺的代表性工序如下。
Process Item Picture Description
Die Attach 将Die 状态的 Image 传感器粘合组装到 PCB
Wire Bonding 连接Wire使PCB与 Image 传感器间的电信号相通
Cleaning 清除PCB与传感器上的异物
Housing Attach 在PCB上粘合安装 Housing

*μm代表um

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