关于手机Camera的硬件电路知识

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

前阶段，小白教同事测了些Camere的基本功耗。正愁不知道写什么的小白，突然想到了素材，于是乎便趁着周末雷雨天宅家之际，写一篇关于手机Camere的硬件文章。

手机Camera

一、工作原理

关于Camera，景物通过镜头生成光学图像投射到图像传感器表面上，然后光信号转换为模拟的电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片中加工处理，再通过IO接口传输到CPU中处理，最终通过LCD显示成像。

二、分类

三、硬件电路

硬件电源

尝试将后置摄像头打开或者关闭，可以听到音圈马达因移动产生的撞击的声音。同时在关闭摄像头时，手机离拍摄物越近，关闭时响声越明显，与拍摄物越远响声越是听不到。下面小白来给大家解释一波。

修改前

修改后

其与其他电相同，均采用LDO供电，要求PSRR≥20dB@1KHz~1MH。因电流大，所以要求输入与输出的压差尽可能的小。因LDO本身属于线性器件，输入电流与输出电流基本一致，压差大，使得LDO的使用效率低，能量以热能散失，影响到整机的温升。同时因LDO前级的输入为系统BUCK的输出,BUCK本身由DCDC电路VBAT过来。在LDO的电流一致下，DCDC转换效率相同，LDO的输入电压越高，DCDC电路其从VBAT上消耗的电流也就越大，从而影响到整机功耗。(DCDC:Iin * Vbat 80%=IoutUout ，Iin=Iout*Uout/Vbat/0.8 Vbat Iout固定 Uout越大，Iin也就越大）

硬件信号

MIPI:高速信号，内容太多，后期再讲。

PCB设计

根据图示放置电容，并靠近对应的Pin摆放(PMU输出电容靠近PMU,Camera去耦电容靠近连接器摆放)。
AVDD:RC滤波组合靠近连接器放置；0.1UF靠近连接器放置，4.7uF次之。电容的地与Camera模组上的模拟地AGND相连一起并在靠近连接器处通过Via下到主地。如果预留LDO,同样要求靠近连接器摆放。AVDD做好保护，走线立体包地。尽量少打孔换层，禁止与电流，RF以及时钟信号并行或者相邻。

DVDD:电容摆放靠近连接器，因电流大，线宽要求满足对应的电流值即可。

IOVDD：电容摆放靠近连接器，电流小，基本线宽即可。

AFVDD:同AVDD。AFGND的Pin直接与对应的去耦电容负极连接并且靠近座子下主地。不可与其他层的GND网络存在物理连接。

三路电的线宽均以1A 1mm线宽的方式进行设计。

MIPI:通常串共模电感，但目前的项目往往选择省略。用于MIPI信号测试的测试点需摆放在MIPI路径上。保持内层走线，除BB以及连接器端外，避免表层走线。整个路径打孔不超过4个。换层后走线依旧保持完整的参考地平面，每组MIPI Data与MIPI CLK单独包地处理。如果无法做到单独包地处理，组与组需保持3W原则。差分阻抗控制在100ohm±10%.差分内P和N等长控制在15mil，组间控制在40mil.

MCLK:属于高速信号。做好立体包地。测量时使用弹簧针测试，确保测试出的波形不会失真。MCLK信号如果不做好保护导致的波形异常，同样也会在效果上显示存在严重的缺陷。

连接器下方的表层和次表层保持完整的GND,不能走线。

四、Camera常见的问题

Camera场景功耗优化

小编曾经搞过一段时间的功耗，也被Camera场景下的功耗优化折磨过一段时间。

1. 降低帧率：在一些特殊场景，对camera的本身要求不是很高时，可以选择降低帧率的方式来降低功耗。
2. 关闭算法：同帧率一样，在一些对camera本身要求不是很高的场景下，可以关闭算法，以降低功耗。
3. 降低MIPI速率。
4. 人脸检测周期调整。

摄像头马达共振问题

关于共振可以简单的描述为：两个振动频率相同的物体，当一个发生振动时，会引起另一个物体振动。

在手机当中也存在共振的现象。手机摄像头马达与整机马达一样，均存在着共振频率。其中摄像头马达存在一阶频率与二阶频率。当摄像头马达的任意阶共振频率与整机马达共振频率有重叠时，就会产生共振，进而表现为整机马达振动会引起摄像头内部的Lens上下撞击产生杂音。

为解决这类共振问题，往往通过软件策略来优化。即在整机马达工作时，摄像头马达开始上电，在内部磁场作用下将Lens推到固定的位置；此时只要整机马达振动，摄像头马达一直处于供电状态。整机马达停止振动，摄像头马达则进行下电。然而这一方案看似不错，但是对整机的续航必然带来影响。因为目前用户在使用手机过程中，有很多地方会触动马达振动，尤其是手机中的“按触反馈”，每前进或者后退界面都会触动整机马达振动，在较长的使用过程中，续航必然受到很大的影响。

为了解决这一问题，可以选择将所有使用到整机马达的场景以及马达振动时长整理下来。大部分场景的马达振动时长都比较低。而共振杂音往往存在于长振场景下。长振场景较多的出现在来电，闹铃场景。可通过软件对这两种场景进行区分，即只有在这两种场景下调用上述策略，短振因不存在共振杂音则无需进行优化处理。

*后续持续补充

五、总结

其实从手机硬件设计的角度来看，Camera的东西并不是很多。往往出问题最多的无非就是Camere场景功耗 mipi信号测试以及画质显著的缺陷的问题。硬件设计方面，PCB的设计起到了很重要的作用。好的设计往往可以避免很多问题。