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手机摄像头及与壳料的配合设计方法

 阿超书集 2014-10-16

手机摄像头(Camera)设计教程

一.认识摄像头
 1.图片

 

2.规格参数
  1)像素分类:
像素可达到有10万,30万,130万,200万,300万(目前200万以上的一般通过软件升级而成)
  2)尺寸分类:
1)通俗所说:4.5*4.5,5*5, 5.5*5.5,6*6,6.5*6.5为摄像头长*宽的尺寸(mm单位)
厚度方向目前的有3.6mm, 3.0mm,将来相信会有更薄的
 
 
3) 摄像头规格书
a、重要配合尺寸
 
 b、人头方向和PIN脚
人头方向:在拍照时,手机竖立拍,成像是正立的,倒立拍的时候,成像通过软件调整后在屏上的显示的照片也是正的,但侧着拍的时候,照片则是侧着放的,目前手机软件还没实现这侧、立拍的照都能转成正立图。所以在做摄像头FPC时,须把标记人头方向。那么怎么标记人头方向,要看手机在拍照时的方向。
 
 
关于PIN脚在安装时,主板的母座也有相应的Pin脚标识。方向不能装反。目前的连接器一般都有防呆扣位。
二、与主板连接形式
1) FPC形式
 
 
注:FPC上的公座与母座扣合形式,组装方便, 
2)ZIF联接器 FPC形式CAM 
 
 
3)硬板式
 
 
注:需要移动位置时需要动到PCB板
4)直接焊接式
 
 
注:
方案上比较常用,少了连接器,节省成本(大概几毛钱),要考虑PCB板上有焊接空间
但在组装时不便,一是增工序,二是焊接易产生不良,给维修带来不做便(需要动到PCB)
5)单FPC双CAM形式(一FPC挂2个摄像头加一闪光灯)
 
 注:在滑盖和翻盖机双摄像头时考虑使用,节省成本
但在售后的成本会增加很多:当一个摄像头或闪光灯坏了时,整个摄像头和FPC都要更换
摄像头的选择主要由方案公司定,具体选哪一种要根据项目情况而定
三、.摄像头与外壳的装配
 设计前,必须考虑是先装前壳还是先装后壳,这将影响摄像头背面是备胶还是备海绵
1、 摄像头摆放置有如下几种:
前壳,后壳,前壳、后壳都有(双摄像头)
 
 
2、 摄像头定位
a) 定位在壳子上
 

由于PCB不能放定位支架时彩用先装摄像头塞入壳料摄像头槽内,再装PCBA或支架
定位在壳子上:这种定位方式比较好,装配误差累积相对少(摄像头制造误差、Camera lens制造误差、Camera lens装配误差、摄像头装配误差),在装配条件允许的情况下,建议使用这种结构。 
b)定位在PCBA上
 
 
定位在PCBA上:
Camera通过支架或者直接用背胶的方式定位在PCBA上,然后再通过PCBA与壳体的装配实现。这种定位方式相对误差累积大,(特别是Camera与PCBA、PCBA与壳体的装配累积误差更大),一般情况下量不用这种定位方法,但是在装配要求上或结构分配上,有许多的手机还是必须用这种定位方式。
3、 摄像头防护与各方向配合尺寸
1) 防护
a) 防冲击:
Camera在使用过程中,必须要防止其受到冲击,以免影响其性能。因此在Camera的周围不能有零件或物体与其干涉,特别是正面不能有零件或物体紧压其表面,否则会影响Camera的焦距,以致拍摄模糊。
b) 防尘:
Camera与Lens之间必须要留一定的距离,以Lens挤压Camera镜头。但在使用过程中还需要注意不能使灰尘进入Camera镜头。所以在Camera与Lens之间最好加防尘泡棉,既防止灰尘进入Camera镜头,也可消除在drop测试中,Camera与Lens的硬碰撞的可能。
2)配合尺寸: XYZ方向固定,
a) 四周XY方向为0.1mm,
b) 围骨厚度占摄像头厚度的2/3以上(塑胶围骨的壁厚0.5~0.7mm,锌合金0.4以上,最好也做到0.8或以上)
c)备胶厚度0.10mm
d)泡棉间隙0.2~0.3,一般采用0.5或0.3mm泡棉间,泡绵的压缩量公式:泡棉的厚度*60%,间隙隙能留0.3就不留0.2mm
 
 
4、 摄像头镜片可视透明区计算:
camera的拍摄角度范围一般为а=(60o~70o);具体度数如CAM的SPEC来确定。其设计的原则是:拍摄的角度а必须小于camera lens 的可视角度?,即(аα;
即tg(β/2)>tg(α/2 )
所以 A/2B> tg(α/2)  即 A> tg(α/2)*2B=tg30o*2*1=0.5574*2*1=1.155mm   so  A>1.155mm
而在PROE里的通常做法是:将摄像头的可视角面与LENS面求交曲线,曲线偏移0.3~0.5mm
 
 
注意选择镜片的相交面时,需选择内表面。
镜片的材质通常会选用PMMA或PC,PMMA的透光率最高,镜片背面丝印,当像素达到200W或以上时尽量选用玻璃做为镜片,这样透光率会更好
 

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