車載攝像頭：自動駕駛之眼

車載攝像頭被譽為“自動駕駛之眼”，是ADAS系統(tǒng)、汽車自動駕駛領(lǐng)域的核心傳感設(shè)備。主要通過鏡頭和圖像傳感器實現(xiàn)圖像信息的采集功能，可實現(xiàn)360°視覺感知，并彌補雷達(dá)在物體識別上的缺陷，是最接近人類視覺的傳感器。

車載攝像頭在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，從早期用于行車記錄、倒車影像、泊車環(huán)視逐步延伸到智能座艙內(nèi)行為識別和ADAS輔助駕駛，應(yīng)用場景日漸豐富。

當(dāng)前全球車載攝像頭行業(yè)CR3為41%，全球前十企業(yè)則占據(jù)了96%的市場份額，全球車載攝像頭行業(yè)集中度處于較高水平。

美國高速公路損失數(shù)據(jù)研究所（HLDI）預(yù)測，到2030年接近50%的汽車將配備ADAS技術(shù)。

根據(jù)ICVTank，到2025年中國車載攝像頭行業(yè)規(guī)模有望達(dá)到230億，5年CAGR為30%；全球車載攝像頭市場規(guī)模將有望從2019年的112億美元增長至2025年的至270億美元，5年CAGR 達(dá)15.8%。

自動駕駛包括感知、判斷和執(zhí)行，而感知是整個過程的源頭，是自動駕駛系統(tǒng)的重要模塊。在車輛行車過程中，感知系統(tǒng)會通過傳感器實時采集周邊環(huán)境的信息，相當(dāng)于自動駕駛汽車的，可以幫助汽車實現(xiàn)類似于人類駕駛員一樣效果的觀察能力。

在自動駕駛車輛中，感知系統(tǒng)主要由攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)感器構(gòu)成。攝像頭作為主要的環(huán)境感知傳感器起著非常重要的作用， 可以實現(xiàn) 360° 全面視覺感知，彌補雷達(dá)在物體識別上的缺陷，是最接近人類視覺的傳感器。因此是車載攝像頭是自動駕駛領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備之一。

什么是車載攝像頭？

車載攝像頭主要的硬件結(jié)構(gòu)包括光學(xué)鏡頭（其中包含光學(xué)鏡片、濾光片、保護(hù)膜等）、圖像傳感器、圖像信號處理器 ISP、串行器、連接器等器件。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：

車載攝像頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)成（圖片來源：安森美半導(dǎo)體公司）

車載攝像頭的結(jié)構(gòu)如上圖所示，放置車身外面的，就需要組成完整的攝像頭，如果是在車內(nèi)DVR，不用考慮防水，就可以組裝成上面的那種攝像頭模組。

上圖是我們比較常見的汽車上使用的相機(jī)模組的解剖。除了最外側(cè)的鋁殼以及密封圈和鏡頭之外，其實中間就是比較簡單的幾層板的設(shè)計，通常包括傳感器的sensor板，圖像處理器的小板，還包括一個串行器的板。為什么需要串行器，是因為通常相機(jī)傳感器或ISP的圖像數(shù)據(jù)輸出總線是MIPI CSI標(biāo)準(zhǔn)，其特點是高速穿行，但是傳輸總線距離較短，否則無法保證信號的完整性。

所以在車輛上，我們需要將其轉(zhuǎn)換成例如GMSL等適合在車上長距離傳輸?shù)母咚倏偩€標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸，所以相機(jī)模組內(nèi)部通常會通過串行板進(jìn)行總線的轉(zhuǎn)換。另外同軸電纜既可以用來為模組提供電源，也可以傳輸圖像數(shù)據(jù)。

光學(xué)鏡頭：負(fù)責(zé)聚焦光線，將視野中的物體投射到成像介質(zhì)表面，根據(jù)成像效果的要求不同，可能要求多層光學(xué)鏡片。濾光片可以將人眼看不到的光波段進(jìn)行濾除，只留下人眼視野范圍內(nèi)的實際景物的可見光波段。

圖像傳感器：圖像傳感器可以利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號。主要分為 CCD 和 CMOS 兩種。

ISP 圖像信號處理器：主要使用硬件結(jié)構(gòu)完成圖像圖傳感器輸入的圖像視頻源 RAW 格式數(shù)據(jù)的前處理，可轉(zhuǎn)換為 YCbCr 等格式。還可以完成圖像縮放、自動曝光、自動白平衡、自動聚焦等多種工作。

串行器：將處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，可用于傳輸RGB、YUV等多種圖像數(shù)據(jù)種類。

連接器：用于連接固定攝像頭。

車載攝像頭在制造工藝及可靠性要求方面也要高于工業(yè)攝像頭和商用攝像頭，由于汽車需長期工作在惡劣環(huán)境中，車載攝像頭需要在高低溫環(huán)境、強振動、高濕熱等復(fù)雜工況環(huán)境下穩(wěn)定工作，對于工藝制造方面的要求主要如下：

車載攝像頭的工藝需求

耐高溫 ：車載攝像頭需在-40℃~85℃范圍內(nèi)都能正常工作，且能適應(yīng)溫度的劇烈變化；

抗震：車輛在不太平坦的路面行駛會產(chǎn)生較強的震動，因此車載攝像頭必須能抗各種強度的震動；

防磁 ：車輛啟動時會產(chǎn)生極高的電磁脈沖，需要極高的防磁性能；

防水 ：載攝像頭密封要非常嚴(yán)實，滿足在雨水中浸泡數(shù)日仍可正常使用；

使用壽命 ：使用壽命至少為8~10年才能滿足要求；

超廣角：側(cè)視環(huán)視攝像頭必須是超廣角的，水平視角達(dá) 135°；

高動態(tài)：車輛行駛速度快，攝像頭面對的光線環(huán)境變化劇烈且頻繁，要求攝像頭的CMOS 具有高動態(tài)特性；

低噪點：在光線較暗時能有效抑制噪點，特別是要求側(cè)視和后視攝像頭即使在晚上也能清楚的捕捉影像。

車載智能前視像頭關(guān)鍵參數(shù)

探測距離

水平視場角

垂直視場角

分辨率 - 當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（比攝像機(jī)的分辨率要高）上能夠看到的最多線數(shù)，當(dāng)超過這一線數(shù)時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片，而不再能分辨出黑白相間的線條。

最低照度 - 即圖像傳感器對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是圖像傳感器正常成像時所需要的最暗光線。它是當(dāng)被攝物體的光照逐漸降低時，攝像機(jī)的視頻信號電平低于標(biāo)準(zhǔn)信號最大幅值一半時的景物光照度值。

信噪比 - 輸出信號電壓與同時輸出的噪聲電壓的比值；

動態(tài)范圍 - 攝像機(jī)拍攝的同一個畫面內(nèi)，能正常顯示細(xì)節(jié)的最亮和最暗物體的亮度值所包含的那個區(qū)間。動態(tài)范圍越大，過亮或過暗的物體在同一個畫面中都能正常顯示的程度也就越大。

與雷達(dá)技術(shù)對比有哪些優(yōu)勢

1）相比于毫米波雷達(dá)，目前攝像頭的主要優(yōu)勢在于：

目標(biāo)識別與分類 - 目前普通的3D毫米波雷達(dá)僅可以檢測到前方是否有障礙物，而無法精準(zhǔn)識別障礙物的大小和類別；例如：各類車道線識別、紅綠燈識別以及交通標(biāo)志識別等；

可通行空間檢測（FreeSpace） - 對車輛行駛的安全邊界（可行駛區(qū)域）進(jìn)行劃分，主要對車輛、普通路邊沿、側(cè)石邊沿、沒有障礙物可見的邊界、未知邊界進(jìn)行劃分；

對橫向移動目標(biāo)的探測能力 ，比如對十字路口橫穿的行人以及車輛的探測和追蹤；

定位與地圖創(chuàng)建 - 即視覺SLAM技術(shù)，雖然目前也有用毫米波雷達(dá)做SLAM的，不過視覺SLAM技術(shù)更加成熟，也更有應(yīng)用前景；

2）在自動駕駛系統(tǒng)中，激光雷達(dá)與攝像頭感知作用比較類似，但相比激光雷達(dá)，其優(yōu)勢為：

紅綠燈識別及交通標(biāo)示識別

成本優(yōu)勢，且算法及技術(shù)成熟度比較高

物體識別率高

車載攝像頭分布情況:

資料來源：CIOE中國光博會

目前車上搭載的車載攝像頭根據(jù)安裝位置主要分為車載攝像頭主要分為前視攝像頭、環(huán)視攝像頭、后視攝像頭、側(cè)視攝像頭以及內(nèi)置攝像頭五種類別。

前視攝像頭：主要安裝在前擋風(fēng)玻璃上，用于實現(xiàn)行車的視覺感知及識別功能，根據(jù)功能又可以分為前視主攝像頭、前視窄角攝像頭和前視廣角攝像頭。

前視主攝像頭：該攝像頭在 L2 的ADAS 系統(tǒng)中作為主攝像頭使用。其視場角的一般為 30°、50°、60°、100°、120°，檢測距離一般為 150 - 170 m，攝像頭輸出的格式為 RCCB 或 RCCC。

前視廣角攝像頭：該攝像頭的作用主要是識別距離較近的物體，主要用于城市道路工況、低速行駛等場景，其視場角在 120° - 150°，檢測距離在 50 m 左右。在后續(xù) 8MP 鏡頭大規(guī)模裝車后，無需該攝像頭。

前視窄角攝像頭：該攝像頭的主要作用是進(jìn)行紅綠燈、行人等目標(biāo)的識別，一般選用窄角鏡頭，可選擇 30 - 40° 左右的鏡頭。并且該鏡頭的像素一般和前視主攝像頭的鏡頭像素一致，該攝像頭采用窄角度，具有更高的像素密度和更遠(yuǎn)的檢測距離，一般可達(dá) 250 m 甚至可探測更遠(yuǎn)的距離。

在上了 8MP 攝像頭后，前視主攝像頭的 FOV 可達(dá) 120°，該攝像頭可能就不需要了。檢測距離在 60 m 左右。

環(huán)視攝像頭：主要安裝在車身四周，一般使用 4 - 8 個攝像頭，可分為前向魚眼攝像頭/左側(cè)魚眼攝像頭/右側(cè)魚眼攝像頭/后向魚眼攝像頭。用于全景環(huán)視功能的顯示，以及融合泊車功能的視覺感知及目標(biāo)檢測；常用色彩矩陣為 RGGB，因為有色彩還原的需求。

后視攝像頭：一般安裝在后備箱上，主要是實現(xiàn)泊車輔助。視場角在 120 - 140° 之間，探測距離大概 50 m。

側(cè)前視攝像頭：安裝在 B 柱或者車輛后視鏡處，該攝像頭的視場角一般為 90° - 100°，探測距離大概在 80 m 左右，這個攝像頭的主要作用是檢測側(cè)向車輛及自行車。

側(cè)后視攝像頭：一般安裝在車輛前翼子板處，該攝像頭的視場角一般為 90° 左右，探測距離也在 80 m 左右，主要用于車輛變道、匯入其它道路等場景應(yīng)用。

內(nèi)置攝像頭：主要用于監(jiān)測司機(jī)狀態(tài)，實現(xiàn)疲勞提醒等功能。

其中，前視攝像頭價格相對較高，目前市場價格處在 300 - 500 元水平；其余攝像頭價格在 150 - 200 元左右。

主流廠商車載攝像頭搭載方案

從方案中我們可以看到，特斯拉的 8 個攝像頭均與行車系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)，這與其一直宣傳的不依靠激光雷達(dá)純視覺的自動駕駛方案是有較大關(guān)聯(lián)的，特斯拉的這一套方案的最大優(yōu)勢就是：高性價比。特斯拉用了成本非常低的自研 1.2MP 攝像機(jī)就實現(xiàn)了 L2+ 級別的自動駕駛。

小鵬 P7 使用了多個攝像頭，這一套方案的最大優(yōu)勢就是：可拓展性較強。前期方案在設(shè)計時需要提高硬件成本，但是在后期 OTA 升級后，其自動駕駛功能具有非常好的兼容性和可拓展性。

通過這套傳感器模型，小鵬實現(xiàn)了具有較好體驗的 L2+ 級別的自動駕駛功能，包括小鵬極具特色的高速自主導(dǎo)航駕駛（NGP）和停車場記憶泊車功能。

奔馳 S 級是傳統(tǒng)主機(jī)廠方案的代表，雙目立體攝像頭方案是奔馳 S 級最大的優(yōu)勢。相比于單目攝像頭，雙目攝像頭可以計算當(dāng)前檢測目標(biāo)在 X、Y、Z 坐標(biāo)下的運動情況，判斷檢測目標(biāo)的姿態(tài)及目標(biāo)類型，奔馳在 L2 級別的 ADAS 功能的體驗效果也比另外兩家好一些。

對已經(jīng)量產(chǎn)車型的攝像頭方案分析中，我們發(fā)現(xiàn)其都是使用中低像素攝像頭來實現(xiàn)自動駕駛功能。

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及上游材料、中游元件和下游產(chǎn)品三個主要環(huán)節(jié)。

上游材料中光學(xué)鏡片、濾光片和保護(hù)膜等用于制造鏡頭組，晶圓用于制造CMOS芯片和DSP信號處理器；在中游鏡頭組、CMOS芯片和膠合材料等組裝成模組，并和DSP信號處理器封裝成攝像頭產(chǎn)品。

在產(chǎn)業(yè)鏈的這一層，上游供應(yīng)商已經(jīng)可以向下游整車或一級供應(yīng)商客戶供應(yīng)完整的攝像頭產(chǎn)品。在車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈中，攝像頭和軟件算法一起，構(gòu)成車載攝像頭解決方案，應(yīng)用于自動駕駛汽車中。

目前車載攝像頭市場份額較大的公司均是全球領(lǐng)先的一級零部件供應(yīng)商，下游客戶基本覆蓋了全球主要的整車公司。

CMOS在車載攝像頭價值量成本占比最高，達(dá)到52%；模組封裝占比20%、光學(xué)鏡頭占比19%。

CMOS芯片

CMOS（CIS傳感器）是主流的車載車載攝像頭感光元件方案。相比于CCD感光元件，CMOS的成像質(zhì)量略遜一籌，但成本低、更省電，因此在像素要求不高的車載攝像頭領(lǐng)域廣受青睞。

CMOS制造產(chǎn)業(yè)鏈主要細(xì)分為設(shè)計、代工和封裝測試三個環(huán)節(jié)，最后由模組廠采購組裝，整合入攝像頭模組再出售給下游應(yīng)用廠商。

CMOS傳感器的構(gòu)成與關(guān)鍵參數(shù)

圖像傳感器的功能是光電轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵的參數(shù)有像素、單像素尺寸、芯片尺寸、功耗。技術(shù)工藝上有前照式（FSI）、背照式（BSI）、堆棧式（Stack）等。

圖像傳感器從外觀看分感光區(qū)域（Pixel Array），綁線Pad，內(nèi)層電路和基板。感光區(qū)域是單像素陣列，由多個單像素點組成。每個像素獲取的光信號匯集在一起時組成完整的畫面。

CMOS芯片由微透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層、基板層組成。

CMOS芯片剖面圖

由于光線進(jìn)入各個單像素的角度不一樣，因此在每個單像素上表面增加了一個微透鏡修正光線角度，使光線垂直進(jìn)入感光元件表面。這就是芯片CRA的概念，需要與鏡頭的CRA保持在一點的偏差范圍內(nèi)。

電路架構(gòu)上，我們加入圖像傳感器是一個把光信號轉(zhuǎn)為電信號的暗盒，那么暗盒外部通常包含有電源、數(shù)據(jù)、時鐘、通訊、控制和同步等幾部分電路。可以簡單理解為感光區(qū)域（Pixel Array）將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后，由暗盒中的邏輯電路將電信號進(jìn)行處理和一定的編碼后通過數(shù)據(jù)接口將電信號輸出。

由于CMOS芯片的像素層的設(shè)計工藝類似于模擬芯片，對制造工藝的要求較高，所以索尼、三星等龍頭企業(yè)均采用IDM模式，而豪威、格科微等中國企業(yè)多采用Fabless模式。

代工方面，臺積電、華力微、中芯國際、力晶、海力士等代工廠為全球CIS晶圓主要供應(yīng)商。

封測方面，目前全球CIS封測產(chǎn)能集中在中國臺灣，精材、勝麗、同欣電等廠商是主要CIS封測廠商，國內(nèi)晶方科技、華天科技等也具備CIS封測能力。

根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2019年CIS下游市場增速中，汽車市場同比增長41%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手機(jī)、計算機(jī)、安防、工控等其余主要領(lǐng)域。

CMOS的生產(chǎn)制造技術(shù)含量高，從全球市場來看，目前主要被外資企業(yè)所占據(jù)。

從競爭格局來看，安森美以36%的市場份額占據(jù)第一，國內(nèi)企業(yè)豪威科技以22%位居第二，索尼、松下、三星緊隨其后，全球CIS Top3廠商供應(yīng)超過65%，行業(yè)集中度較高。國內(nèi)企業(yè)韋爾股份通過收購豪威科技切入CIS領(lǐng)域，一舉成為CIS領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)。

攝像頭圖像處理ISP初步介紹

我們看一看車載攝像頭模組的關(guān)鍵參數(shù)，是不是還有幾個沒有闡述，比如白平衡、自動增益控制、色彩還原等等，上述攝像頭描述就是主機(jī)控制，這里就有一個關(guān)鍵器件需要講解一下，圖像信號處理器ISP，這些活都是圖像處理器ISP需要干的活。

下圖展示了車載系統(tǒng)的基本組成：黃色的箭頭代表數(shù)據(jù)的傳輸，藍(lán)色的箭頭代表控制信號的傳輸。

相機(jī)的圖像處理流程大致是這樣的：

從相機(jī)感受到電荷之后，轉(zhuǎn)化成每個像素的數(shù)字信號，它的輸出我們可以叫做一個bayer pattern，當(dāng)bayer pattern進(jìn)入到ISP之后，經(jīng)過一系列的圖像處理才會變成可以正常預(yù)覽或者拍照形成的圖像。

圖像處理中有一些比較關(guān)鍵的步驟，比如我們會做白平衡，因為人眼的視覺會對所看見的顏色做一定的糾正，比如看在黃光照射的范圍里，我們看到的黃光打亮白紙不再是白紙。所以很重要的是白平衡的矯正，白平衡的矯正之后會做demosaic，將每個像素的全部顏色通道全部還原回來。

然后每個Sensor的特性或者因為一些原因?qū)е碌钠?，需要通過顏色校正的矩陣乘法來做更正。再之后需要轉(zhuǎn)到y(tǒng)cbcr域去做例如針對亮度通道或顏色通道的降噪或者補償?？傮w來說，這是一個非常簡單的流程，實際上在車載應(yīng)用中的流程非常復(fù)雜，涉及到更多的如HDR多幀曝光，合成，tone mapping等算法。

ISP 放置的位置非常關(guān)鍵：

這里有的是會放置ISP圖像處理芯片在攝像頭這邊，把處理后的信號傳輸給到主機(jī)，有的是不放置ISP芯片，由主機(jī)那邊的內(nèi)置ISP芯片進(jìn)行圖像處理，這樣攝像頭端的散熱會好很多，輻射也小。

比如倒車后視攝像頭，攝像頭距離主機(jī)距離都是5-8米，根據(jù)車身長度決定，這部分一般是把ISP放置在攝像頭模組那端，這樣傳輸過來的信號都是ISP那邊進(jìn)行降噪處理后的信號，抗干擾能力也更強，缺點就是體積會變大，散熱要求非常高。

譬如有的行車記錄儀DVR攝像頭，這部分?jǐn)z像頭距離控制主機(jī)CPU非常近，而且對于造型要求也比較高，就會把ISP放置在CPU這邊（很多DVR的CPU都內(nèi)置了ISP芯片），無論是成本還是設(shè)計都是最優(yōu)方案。

前面有提到了，攝像頭出來的信號一定要經(jīng)過ISP處理，那ISP要怎么處理這些信號，有哪些處理，這些其實都是涉及到色彩相關(guān)的內(nèi)容，首先我們進(jìn)行色彩相關(guān)內(nèi)容的科普，然后再講解ISP怎么處理這些信號。

camera sensor效果的調(diào)整，涉及到眾多的參數(shù)，如果對基本的光學(xué)原理及sensor軟/硬件對圖像處理的原理能有深入的理解和把握的話，對我們的工作將會起到事半功倍的效果。否則，缺乏了理論的指導(dǎo)，只能是憑感覺和經(jīng)驗去碰，往往無法準(zhǔn)確的把握問題的關(guān)鍵，不能掌握sensor調(diào)試的核心技術(shù)，無法根本的解決問題。

光學(xué)部件

鏡頭組中的光學(xué)器件（主要包括鏡片、濾光片、保護(hù)膜）對攝像頭所生成的圖像質(zhì)量方面起到了關(guān)鍵作用。

以一款車載DVR的隱藏式寬FOV角度的鏡頭為例子。

鏡筒的材質(zhì)一般都是金屬，但是也有塑膠的，金屬的鏡筒從質(zhì)量，耐高低溫等各項指標(biāo)都會更好，但是也有缺點，金屬的套筒在螺絲扭的時候會產(chǎn)生金屬機(jī)械粉末，會有掉入到COMS感光區(qū)域的風(fēng)險，而且金屬的套筒硬度比較硬，底板打螺絲的時候容易導(dǎo)致底板有COMS芯片的PCBA變形，從而導(dǎo)致成像后的解析度發(fā)生變化。

鏡頭的材質(zhì)主要是兩種，一種是玻璃，一種是塑膠。

玻璃鏡片：以G為縮寫，面型多為球面，玻璃研磨加工；

塑膠鏡片：以P為縮寫，面型多為非球面，注塑加工。

鏡頭的材質(zhì)車載里面一般都是使用的是玻璃，玻璃的耐高溫，耐擦掛性能都非常好，表面硬度玻璃會好于塑膠，當(dāng)然玻璃也有缺點，價格貴，而且攝像頭整體的厚度變厚了，但是在車載里面這些相對于性能要求而言，都必須要使用到玻璃鏡頭，所以這里可以看到6G，就是使用6個玻璃片。

鏡頭的光學(xué)參數(shù)講解

焦距(Focal Length或EFFL)

是指一個光學(xué)系統(tǒng)從起像方主面到焦點間的距離, 它反映了一個光學(xué)系統(tǒng)對物體聚焦的能力。

BFL 后焦

鏡頭最后一鏡片面到成像面的距離

這里的如上圖所示是 5.85mm；

Mechanical BFL法蘭距

鏡筒端（前/后）到成像面的距離

這里如上圖所示是 5.08mm±0.2mm

鏡頭總長和光學(xué)總長(TTL):

光學(xué)總長是指從系統(tǒng)第一個鏡片表面到像面的距離; 而鏡頭總長是指最前端表面(一般指Barrel表面)到像面(例如Sensor表面)的距離.一般來說, 鏡頭太長或太短其設(shè)計都會變得困難, 制造時對工藝要求較高，這個鏡頭的總長度是22.7mm±0.3mm。

相對孔徑(FNo.)

一個光學(xué)系統(tǒng)成像亮度指標(biāo), 一般簡稱F數(shù)(如傳統(tǒng)相機(jī)上所標(biāo)識), 在同樣的光強度照射下, 其數(shù)值越小, 則像面越亮, 其數(shù)值越大, 則像面越暗. 對于一般的成像光學(xué)系統(tǒng)來說, F2.0-3.2就比較合適, 如果要求F數(shù)越小, 則設(shè)計越難, 結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 制造成本就越高。這里的FNo為F2.1。

視場角(FOV):

一個光學(xué)系統(tǒng)所能成像的角度范圍. 角度越大, 則這個光學(xué)系統(tǒng)所能成像的范圍越寬, 反之則越窄. 在實際產(chǎn)品當(dāng)中, 又有光學(xué)FOV和機(jī)械FOV之分, 光學(xué)FOV是指SENSOR或膠片所能真正成像的有效FOV范圍, 機(jī)械FOV一般大于光學(xué)FOV, 這是有其他考慮和用途, 比如說需要用機(jī)械FOV來參考設(shè)計Module或者手機(jī)蓋的通光孔直徑大小。

這里的FOV角度理論上是越大越好，比如做隱藏式行車記錄儀DVR的攝像頭，這個時候就需要記錄到的兩邊的圖像越寬越好，越方便信息的完整性。當(dāng)然這個FOV的角度直接影響到最終攝像頭測距的距離，所以這個FOV角度也是最好根據(jù)攝像頭的實際應(yīng)用來選擇。

光學(xué)畸變(Opt distortion)和TV畸變(TV distortion):

畸變是指光學(xué)系統(tǒng)對物體所成的像相對于物體本身而言的失真程度.光學(xué)畸變是指光學(xué)理論上計算所得到的變形度。

TV畸變則是指實際拍攝圖像時的變形程度, DC相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)是測量芯片(Sensor)短邊處的變形.一般來說光學(xué)畸變不等于TV畸變, 特別是對具有校正能力的芯片來說. 畸變通常分兩種: 桶形畸變和枕形畸變，比較形象的反映畸變的是哈哈鏡，使人變得又高又瘦的是枕型畸變，使人變得矮胖的是桶型畸變。

這個一般都比較重視的是TV失真，越小越好，這樣對于后面芯片的處理也就越簡單，這里的鏡頭的TV失真是小于21%。

相對照度(Relative illumination又簡寫為RI):

它是指一個光學(xué)系統(tǒng)所成像在邊緣處的亮度相對于中心區(qū)域亮度的比值, 無單位. 在實際測量的結(jié)果中, 它不僅同光學(xué)系統(tǒng)本身有關(guān), 也同所使用的感光片(SENSOR)有關(guān). 同樣的鏡頭用于不同的芯片可能會有不同的測量結(jié)果.

這個車載鏡頭的RI指標(biāo)是≥53%。

CRA 主光線出射角通過光闌中心光線的成像面入射角

不同的視場具有不同的CRA值，將所有視場的CRA做成一條曲線，即

所謂的CRA曲線。圖紙中所示的CRA值為Sensor有效像高處的數(shù)值。

MTF:

它從一定程度上反映了一個光學(xué)系統(tǒng)對物體成像的分辨能力.一般來說, MTF越高, 其分辨力越強, MTF越低, 其分辨力越低.由于MTF也只是從一個角度來評價鏡頭的分辨率,也存在一些不足, 故在目前的生產(chǎn)中, 大多數(shù)還是以逆投影檢查分辨率為主。

IR Filter(濾光片):

它主要用于調(diào)整整個系統(tǒng)的色彩還原性. 它往往隨著芯片的不同而使用不同的波長范圍, 因為芯片對不同波長范圍的光線其感應(yīng)靈敏度不一樣.對于目前應(yīng)用較廣的CMOS和CCD感光片它非常重要, 早期的CCD系統(tǒng)中, 采用簡單的IRF往往還不能達(dá)到較好的色彩還原性效果。

IR-Cut：透過率為50%時的紅外光線頻率，650±10nm @ T=50%

所以這里可以看到車載攝像頭的鏡頭的紅外濾光片基本上都是650nm±10nm的濾光片。

IR鍍膜的規(guī)格對鏡頭的色彩還原性有較大的影響，另外結(jié)合sensor的特性，對鍍膜進(jìn)行優(yōu)化，會改善鏡頭色彩還原能力，所以在有的攝像頭拍照出來的色彩還原效果比較差的時候，軟件優(yōu)化都無能為力的時候，可以考慮IR鍍膜來調(diào)整。

鏡頭主要用于將圖像聚焦到傳感器上，作為核心元件，其壁壘在于焦距、視場角、光圈、畸變、相對照度、分辨率等。由于室外環(huán)境嚴(yán)苛，車載鏡頭在形狀上要有良好的熱穩(wěn)定性，所以鏡頭主要使用玻璃而非塑膠材質(zhì)。

光學(xué)部件行業(yè)整體處于成熟期，行業(yè)集中度相對較高，大多是傳統(tǒng)的相機(jī)鏡頭生產(chǎn)商。根據(jù)Yole Development, 全球CR4約為40%~50%左右。

在全示車載攝像頭鏡頭組全球市場，舜宇光學(xué)占據(jù)第一的市場份額，2004年開始布局車載鏡頭市場，2012年開始做到了全球車載鏡頭出貨量的第一并保持，跟隨其后的主要產(chǎn)商包括日本世光、日本康達(dá)智、富士膠片等。

國內(nèi)光學(xué)鏡頭領(lǐng)域主要廠商主要有聯(lián)創(chuàng)電子、歐菲光、福光股份、力鼎光電等。

水晶光電（濾光片、保護(hù)膜）、歐菲光（濾光片）、海泰（保護(hù)膜）等企業(yè)正在向海外龍頭發(fā)起挑戰(zhàn)，在國內(nèi)新勢力崛起的背景下，有望乘“車載”之東風(fēng)，引領(lǐng)光學(xué)部件環(huán)節(jié)的國產(chǎn)替代。

攝像頭模組封裝

車載攝像頭模組的封裝工藝難度高于手機(jī)，首要需保障駕駛安全，對其在駕駛期間、不同工作環(huán)境下的使用穩(wěn)定性有較高的要求。因此，相比其他領(lǐng)域，車載攝像頭的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)更高，生產(chǎn)技術(shù)要求更高，工藝難度大。

從競爭格局來看，當(dāng)前全球車載攝像頭行業(yè)市場份額前三為松下、法雷奧和富士通：其中松下所占市場份額最大，達(dá)到20%；法雷奧和富士通的市占率分別為11%和10%。

全球主要攝像頭供應(yīng)商的客戶情況：

資料來源：東方證券

該領(lǐng)域主要玩家還包括：信利國際、?？低?/u>、比亞迪、聯(lián)合光學(xué)、德賽西威等。