以高画质、高倍率、超薄化为基础 实现新用户体验极大化
三星电机具备 Camera Module的核心零部件Actuator 高精密设计技术和量产技术。以可采用高分辨率 Lens的高性能 Slim Actuator 技术为基础，提供多种功能的 High-End Camera Module。
Actuator
Actuator是相机模组内使 Lens上下左右快速移动对焦或实现防手抖功能的零件。主要功能包括 AF、OIS、Iris (光圈)、光学变焦等。
- AF(Auto-Focus)
- 将Lens移动到最佳焦点位置，使被拍摄物体清晰显示的功能
- OIS(Optical Image Stabilizer)
- 感知细微的相机抖动，将 Lens调整到抖动的反方向位置，防止图像晕染的功能
- IRIS(光圈)
- 调节光量，用最佳的照度与深度拍摄的功能
Advanced Ball Guide Actuator
三星电机Acutator产品采用最优设计的Ball Guide方式。由此,与Suspension或Spring支撑方式相比,可实现大重量Lens零部件的AF、OIS精密驱动。另外，OIS驱动时，将支撑部分X、Y Stage化，采用2轴Ball Guide，各轴驱动时排除Cross-Talk，消除Rolling现象。驱动速度及位置精密度优秀,在减少电池消耗方面也具备优势,确保了高可靠性。
- Ball Guide 结构 (高可靠性、高精密)
- 通过结构最优化及简化的生产性提升及故障状态最小化
- 与其他方式相比耐冲击可靠性优秀
- Closed Loop 方式 OIS & AF 精密控制
- 可根据高像素趋势实现高像素 Lens 精密驱动功能
- 采用最适合移动设备的结构实现低电力驱动功能
| Type | Ball Guide | Spring & Wire |
|---|---|---|
| Structure |  |
 |
| Settling Time | (Relatively) Short | Long |
| Crosstalk | No | Yes |
| Weight Limit | Over 1000mg | Below 1000mg*冲击时出现 Spring 变形及断线 |
| Power Consumption | Low | High |
| Compensation Angle | High (1.5˚) | Low (1.0˚) |
* 冲击时出现 Spring 变形及断线
光学变焦 Actuator
光学变焦是指利用多个Lens调节多种倍率,与数码变焦不同,即使以高倍率拍摄远处的被拍摄物体,也能拍出清晰鲜明的照片。有光路径直标准的直通(Vertical)方式和像潜望镜一样弯曲光路径拍摄高倍率变焦的折射(Folded)方式。
- Slim & 高画质 Folded (弯曲光学界应用)及高倍率 Zoom 模组
- Ball Guide 结构，可采用 Big Sensor用大重量 Lens
- Prism OIS + Ball Guide 结构，可轻松确保高倍率、高分辨率
- 组装Lens Optical Align确保高分辨率
- 性能扩张性简单: 适用Long Stroke ，可适用多端 Zoom、Super Macro、Lens Lead
- 通过引用Closed Loop 方式的控制系统，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。
Lens
Lens是收集从被拍摄物体发出的光并将其传输到ImageSensor的零部件，使之成像。移动设备用对应Wide、Tele、Ultrawide、Front、高倍率Zoom相机模组,汽车用对应Rear View、Surround View、e-Mirror、Front Facing、Interior相机模组,确保了多种产品阵容。
- 高分辨率 Slim Lens 核心技术
- 48M, 50M, 108M, 200M等各种高像素 Lens的超薄化
- 实现高画质所需的 Lens 设计技术
- 世界首先实现 7p Lens 量产
- Sub-micron 尺寸的超精密模型生产及组装技术
- 世界首先实现 Folded Camera Module用 D-cut Lens 量产
- 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
* 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。
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)
- 3D Warpage Scan
- Warpage 解析自动化
- 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。
-
- FR-4 Normal PCB
- Thickness: 0.3
-
-
Organic Cavity PCB
(Cavity FR-4 材质) - Thickness: 0.4(Cavity 0.2)
-
Organic Cavity PCB
-
-
Metal Cavity PCB
(Cavity Metal 材质) - Thickness: 0.4(Cavity 0.15)
-
Metal Cavity PCB
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
- S-Parameter 解析
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。
- 通过高速自动设备实现高生产性
- 高品质产品所需的精密组装工艺 (Active Alignment)
- 超薄型产品所需的 Slim PKG工艺、技术
- 产品特性评价及Particle检查工序的自动化 (Full Automation)
- 高精密工艺设备自主开发
- 清洁度优秀的产品生产环境 (10class)
COB
Cob(Chipon Board)是将Image Sensor附着到Rigid PCB上,然后通过Wire Bonding，连接PCB和Sensor的PKG工艺。可实现自动化及产品的规格化,可靠性优秀,在半导体及多个设备制造上广泛使用的方式,三星电机为了生产世界顶级相机模组,正在自主开发并应用多种工艺。
COB 工艺的代表性工序如下。
-
- 1. Die Attach
- 将Image Sensor接合到 PCB
-
- 2. Wire Bonding
- 为使Image Sensor与 PCB 之间点型号相通连接Wire
-
- 3. Cleaning
- 去除PCB和 Image Sensor 上的异物
-
- 4. Housing Attach
- 将Lens附着的 Housing与 Image Sensor精密组装(Active Alignment)