手機(jī)攝像頭組成部分

實用文檔實用文檔標(biāo)準(zhǔn)文案標(biāo)準(zhǔn)文案實用文檔標(biāo)準(zhǔn)文案手機(jī)攝像頭由PCB手機(jī)攝像頭由PCB板、鏡頭、固定器和濾色片、DSP（CCD用）、傳感器等部件組成。其工作原理為：拍攝景物通過鏡頭，將生成的光學(xué)圖像投射到傳感器上，然后光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號，電信號再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過DSP加工處理，再被送到手機(jī)處理器中進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)換成手機(jī)屏幕上能夠看到的圖像。PCB板就是攝像頭中用到的印刷電路板，分為硬板、軟板、軟硬結(jié)合板三種，鏡頭鏡頭是將拍攝景物在傳感器上成像的器件，它通常由由幾片透鏡組成。從材質(zhì)上看，攝像頭的鏡頭可分為塑膠透鏡和玻璃透鏡。玻璃透光性以及成像質(zhì)量都具有較大優(yōu)勢，但玻璃透鏡成本也高。因此一個攝像頭品質(zhì)的好壞，與鏡頭也是有一定關(guān)系的。比如諾基亞800采用的是卡爾蔡司認(rèn)證鏡頭，成像效果就會比普通鏡頭好一些。當(dāng)然，它只是總效果的影響因素之一。鏡頭鏡頭鏡頭有兩個較為重要的參數(shù)：光圈和焦距。光圈是安裝在鏡頭上控制通過鏡頭到達(dá)傳感器的光線多少的裝置，除了控制通光量，光圈還具有控制景深的功能，光圈越大，景深越小，平時在拍人像時背景朦朧效果就是小景深的一種體現(xiàn)。諾基亞800和魅族MX四核版的光圈都為f/2.2，小米2光圈為f/2.0，iPhone4S光圈為f/2.4，數(shù)字越小，代表光圈越大，也就是說小米2的光圈最大，不加上其他因素的話理論上成像效果最好。另外鏡頭的另一重要參數(shù)是“焦距”。焦距是從鏡頭的中心點到傳感器平面上所形成的清晰影像之間的距離。根據(jù)成像原理，鏡頭的焦距決定了該鏡頭拍攝的物體在傳感器上所形成影像的大小。比如在拍攝同一物體時，焦距越長，就能拍到該物體越大的影像。長焦距類似于望遠(yuǎn)鏡。固定器和濾色片固定器的作用，實際上就是來固定鏡頭，另外固定器上還會有一塊濾色片。濾色片也即“分色濾色片”，目前有兩種分色方式，一種是RGB原色分色法，另一種是CMYK補(bǔ)色分色法。原色CCD的優(yōu)勢在于畫質(zhì)銳利，色彩真實，但缺點則是噪聲問題，一般采用原色CCD的數(shù)碼相機(jī)，ISO感光度多半不會超過400。相對的，補(bǔ)色CCD多了一個Y黃色濾色器，犧牲了部分影像的分辨率，但I(xiàn)SO值一般都可設(shè)定在800以上。固定器和濾色片固定器和濾色片DSPDSP又叫數(shù)字信號處理芯片，它的功能是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對數(shù)字圖像信號進(jìn)行優(yōu)化處理，最后把處理后的信號傳到顯示器上。目前DSP廠商的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)都已經(jīng)比較成熟，各項技術(shù)指標(biāo)上相差不大。傳感器和DSP上面所說的DSP是CCD中會使用，是因為，在CMOS傳感器的攝像頭中，其DSP芯片已經(jīng)集成到CMOS中，從外觀上來看，它們就是一個整體。而采用CCD傳感器的攝像頭則分為CCD和DSP兩個獨立部分。傳感器傳感器是攝像頭組成的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)，它是一種用來接收通過鏡頭的光線，并且將這些光信號轉(zhuǎn)換成為電信號的裝置。簡單的理解，我們可以把傳感器看做是傳統(tǒng)相機(jī)用的膠片，雖然兩者原理不同，但在相機(jī)整體組成結(jié)構(gòu)中有一定相似度。感光器件面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。從上面的各個名詞中我們知道，ExmorRCMOS\ExmorRSCMOS屬于背照式CMOS（BSI）的一種，而背照式CMOS（BSI）又屬于CMOS的一種。概念上不能混淆。像素≠清晰度手機(jī)攝像頭基礎(chǔ)知識解析手機(jī)中國【轉(zhuǎn)載】作者：馬則迪責(zé)任編輯：王琪2014年04月23日05:270【手機(jī)中國導(dǎo)購】毋庸置疑，現(xiàn)今拍照已成為手機(jī)最重要的功能之一，也是消費者購買手機(jī)時的重要考量因素。甚至從某種程度上來說，手機(jī)已經(jīng)替代專業(yè)的相機(jī)，成為我們?nèi)粘Ｉ钪凶钪饕呐臄z工具。因此，在核心硬件玩到發(fā)燒之后，手機(jī)廠商們又開始把心思放在了大家關(guān)注的拍照功能上?！癤XX像素”、“XXX傳感器”、“XXX鏡頭”、“XXX光圈”，當(dāng)面對這些被瘋狂叫囂的相機(jī)賣點時，作為并不精通相機(jī)的普通消費者，很多人變得茫然，開始只會做加減算法，似乎最高的就是最好的，而關(guān)于這些參數(shù)所代表的真正意義，卻并不了解。

所以，為了讓大家掌握一些基本的手機(jī)攝像頭知識，今天筆者就以市面上幾款熱門手機(jī)為例，對手機(jī)攝像頭構(gòu)成、成像要件進(jìn)行簡要的解析，感興趣的朋友可以翻頁查看，同時也可以關(guān)注新浪微博@SoloPhone進(jìn)行交流。像素≠清晰度手機(jī)攝像頭的構(gòu)成手機(jī)攝像頭手機(jī)攝像頭像素“像素”似乎是我們最熟悉的相機(jī)參數(shù)，在了解某款手機(jī)的相機(jī)時，首先看到應(yīng)該的就是“XXX萬像素”，多數(shù)廠商也會把它當(dāng)做首要的宣傳點，那么這個像素究竟意味著什么呢？“像素”指的是相機(jī)傳感器上的最小感光單位，而我們通常所說的“XXX萬像素”實際是指相機(jī)的分辨率，其數(shù)值大小主要由相機(jī)傳感器中的像素點（即最小感光單位）數(shù)量決定，例如500萬像素就意味著傳感器中有500萬個像素點，和手機(jī)屏幕中的像素數(shù)量決定屏幕是720p或1080p分辨率是一個道理。像素決定照片質(zhì)量？人們通常會以為相機(jī)像素越高，拍的照片就越清晰，實際上這是很片面的。相機(jī)的像素唯一能決定的是其所拍圖片的分辨率，而圖片的分辨率越高，只代表了圖片的尺寸越大，并不能說明圖片越清晰。刨除其它因素，1300萬像素攝像頭和800萬像素攝像頭所拍的圖片，在電腦屏幕上呈現(xiàn)的只是尺寸不同，而清晰度幾乎是沒有區(qū)別的。不同的是，手機(jī)上查看圖片時，屏幕一般會將兩張圖片縮放至同一尺寸，此時1300萬像素攝像頭所拍圖片會擁有更高的像素密度（每英寸屏幕所擁有的像素數(shù)），理論上來講，清晰度更高、畫面細(xì)節(jié)更豐富。傳感器上的像素點模擬圖但是當(dāng)前主流的手機(jī)屏幕為1080p級別（1920×1080像素），無論是1300萬像素相機(jī)所得的4208×3120像素照片，還是800萬像素攝像頭的3200×2400像素照片，都超出了1080p屏的解讀范圍，最終都會以1920×1080像素顯示，所以肉眼所看到的清晰度也傳感器上的像素點模擬圖那么高像素的優(yōu)勢在哪里呢？如前文所言，更高像素的相機(jī)所拍圖片的尺寸更大，假如我們想把樣張打印出來，以常規(guī)的300像素/英寸的打印標(biāo)準(zhǔn)來計算，1300萬像素相機(jī)所拍的4208×3120像素樣張，可打印17英寸照片，而800萬像素相機(jī)的3200×2400像素樣張，打印超過13英寸的照片就開始模糊了。很顯然1300萬像素相機(jī)樣張可打印的尺寸更大?？傊?，像素不能決定照片質(zhì)量，或者說像素并不是決定照片質(zhì)量的唯一要素。在電腦、手機(jī)屏幕等主要查看路徑上，1300萬像素相機(jī)、800萬像素相或者更高的1600萬像素、2070萬像素所拍照片的清晰度表現(xiàn)都是沒有區(qū)別的。所以，如果你對手機(jī)拍照的需求僅限于日常記錄和分享，那么市面上配備800萬像素、1300萬像素攝像頭的主流千元手機(jī)，就能完全滿足你對照片清晰度的要求，而不必跟風(fēng)追求更高的像素數(shù)。但如果你對圖片有特殊需求，比如說沖印或后期裁剪作圖，那么筆者就向你推薦LumiaLumia1020鏡頭特寫Lumia1020鏡頭特寫lumia1020Lumia1020是目前攝像頭規(guī)格最高的手機(jī)，它的感光元件擁有4100萬像素成像能力，裁剪成我們常見的方形圖片后，在4:3畫幅時最大可生成3800萬像素的照片，而在16:9畫幅時則可生成3400萬像素的照片。其中，3800萬像素的圖片，在72像素/英寸的分辨率下，成像尺寸相當(dāng)于將近70個15英寸顯示屏的面積的總和，也就是如果你覺得你照的還OK，你可以把它沖印成巨型海報都行，這使得Lumia1020在細(xì)節(jié)表現(xiàn)力上對普通手機(jī)有著近乎碾壓式的優(yōu)勢。諾基亞Lumia1020（行貨）[參考售價]2999元[公司名稱]京東商城傳感器最關(guān)鍵既然像素不是決定圖片質(zhì)量的關(guān)鍵因素，那么誰才是呢？答案是傳感器。我們知道，在數(shù)碼相機(jī)還未興起的時候，傳統(tǒng)相機(jī)都使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機(jī)的傳感器就等同于“膠卷”。傳感器是相機(jī)最重要的組成部分，也是最關(guān)鍵的技術(shù)。CMOS傳感器相機(jī)傳感器主要分兩種，CCD和CMOS。CCD傳感器雖然成像質(zhì)量好，但是成本較高，并不適用于手機(jī)，而CMOS傳感器憑借著較低的功耗和價格以及優(yōu)異的影像品質(zhì)，在手機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用最CMOS傳感器CMOS傳感器又分為背照式和堆棧式兩種，二者系出同門，技術(shù)最早都由索尼研發(fā)，索尼背照式傳感器品牌名為“ExmorR”，堆棧式傳感器為“ExmorRS”。相機(jī)、手機(jī)傳感器尺寸對比背照式與正照式傳感器對比背照式和堆棧式傳感器對比相對來說，傳感器尺寸越大，感光性能越好，捕捉的光子（圖形信號）越多，信噪比越低，成像效果自然也越出色，然而更大的傳感器卻會導(dǎo)致手機(jī)的體積、重量、成本增加相機(jī)、手機(jī)傳感器尺寸對比背照式與正照式傳感器對比背照式和堆棧式傳感器對比相比而言，背照式傳感器的優(yōu)勢在于，在與堆棧式傳感器的像素數(shù)相同時，雖然傳感器尺寸更大一些，但單個像素點面積（單個感光面積）也會更大，從而使感光性能提升，自然暗光拍攝效果也就更好，整體成像效果更出色。所以，兩者各有特色、各有優(yōu)劣，不能簡單加以好壞之分，關(guān)鍵還要看廠商在傳感器尺寸和感光能力上如何取舍。索尼XperiaZ2鏡頭特寫索尼XperiaZ2從傳感器而言，筆者向大家推薦的手機(jī)是索尼最新旗艦機(jī)型--XperiaZ，2俗話說近水樓臺先得月，該機(jī)獨占了索尼最先進(jìn)的1/2.3英寸大型ExmorRS堆棧式傳感器（目前尺寸最大的堆棧式傳感器），像素數(shù)高達(dá)2070萬，并配備索尼單反相機(jī)索尼XperiaZ2鏡頭特寫索尼XperiaZ2索尼XperiaZ2[參考售價]4999元手機(jī)鏡頭小米3手機(jī)鏡頭小米3的5P鏡頭從材質(zhì)上看，鏡頭可分為塑膠透鏡（Plastic）和玻璃透鏡（Glass），玻璃透鏡透光性以及成像質(zhì)量要更好，但成本也更高，所以手機(jī)鏡頭大多由塑料鏡片組成。假若鏡頭由5層塑料鏡片組成，我們就稱其為5P（Plastic）鏡頭，而如果鏡頭由4層塑料鏡片+1層玻璃鏡片組成，我們就應(yīng)當(dāng)稱其為4P1G鏡頭。不過由于行業(yè)對此缺乏統(tǒng)一的認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)，通常會把5P鏡頭理解為由5層鏡片組成的鏡頭，即使是4P1G鏡頭也會將其稱為5P鏡頭。目前市面上的手機(jī)大多采用5P或6P鏡頭，例如小米3就采用了5P鏡頭（4層塑料鏡片+1層藍(lán)光玻璃鏡片），而小可樂則采用了更高級的6P鏡頭（5層塑料鏡片+1層藍(lán)光玻璃鏡片），理論上來講，小可樂的鏡頭成像更真實。小可樂手機(jī)[參考售價]799元[公司名稱]京東商城光圈:還是大了好除了過濾雜光外，鏡頭還決定了一個非常重要的相機(jī)參數(shù)，光圈。小可樂手機(jī)的6P小可樂手機(jī)的6P鏡頭光圈演示圖它的工作原理是，光圈開得越大，通過鏡頭到達(dá)傳感器的光線就越多，成像畫面就越明亮，反之畫面就越暗。因此，在夜拍或暗光環(huán)境下，大光圈的成像優(yōu)勢就更明顯。除了控制通光量，光圈還具有控制景深的功能。生活中，我們時常會看到背景虛化效果很強(qiáng)的照片，不僅突出了拍攝焦點，還具有很唯美的藝術(shù)感，而這就是所謂的景深。光圈開的越大，景深越小，背景虛化效果就更明顯。所以，我們在選購拍照手機(jī)時，應(yīng)該優(yōu)先選擇光圈更大的產(chǎn)品。小景深（背景虛化）效果圖聯(lián)想小景深（背景虛化）效果圖聯(lián)想VIBEZ采用f1.8大光圈聯(lián)想VIBEZ聯(lián)想VIBEZ聯(lián)想VIBEZ[參考售價]1999元[公司名稱]京東商城ISP芯片是“大腦”在說ISP（ImageSignalProcessing中文譯為“圖形信號處理”）之前，我們先來了解一下手機(jī)的拍照過程。按動快門后，光線從鏡頭進(jìn)入，到達(dá)傳感器，傳感器負(fù)責(zé)采集、記錄光線，并把它轉(zhuǎn)換成電流信號，然后交由ISP圖形信號處理器（以下簡稱ISP芯片）進(jìn)行處理，最后由手機(jī)處理器處理儲存。所以，ISP芯片是拍照過程中的運(yùn)算處理單元，其地位相當(dāng)于相機(jī)的“大腦”。ISP芯片的作用就是對傳感器輸入的信號進(jìn)行運(yùn)算處理，最終得出經(jīng)過線性糾正、噪點去除、壞點修補(bǔ)、顏色插值、白平衡校正、曝光校正等處理后的結(jié)果。ISP芯片能夠在很大程度上決定手機(jī)相機(jī)最終的成像質(zhì)量，通常它對圖像質(zhì)量的改善空間可達(dá)10%-15%。ISP芯片分為集成和獨立兩種，獨立ISP芯片處理能力優(yōu)于集成ISP芯片，但成本更高。集成ISP芯片當(dāng)前的手機(jī)大多采用處理器附帶的集成ISP芯片，也就是ISP芯片集成在手機(jī)的處理器里。目前高通驍龍系列、英偉達(dá)Tegra系列處理器內(nèi)部都集成有ISP芯片。例如索尼xperiaZ2、集成ISP集成ISP芯片的高通驍龍?zhí)幚砥鞑捎锰幚砥髋涮椎募蒳SP芯片優(yōu)勢是降低了手機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)成本，但缺點是：1、優(yōu)秀的處理器廠商并不一定擅長開發(fā)ISP芯片，其成像質(zhì)量不如獨立ISP芯片；2、無法保證與所選用的傳感器契合，兩者如果配合不好，對成像質(zhì)量是有負(fù)作用的，這就限制了手機(jī)對傳感器的選擇；3、當(dāng)前相同價段的手機(jī)大多采用相同的處理器，相同的處理器就意味著相同的ISP方案，這就導(dǎo)致嚴(yán)重的同質(zhì)化現(xiàn)象。不過這其中也有一個特例，那就是iPhone，眾所周知，iPhone搭載的是自家的蘋果處理器，所以，盡管iPhone采用了集成ISP芯片，但以上缺點卻是不存在的。獨立ISP芯片獨立ISP芯片是獨立于處理器而存在的，雖然成本較高，但優(yōu)勢也是比較明顯的。除了運(yùn)算能力、成像質(zhì)量更優(yōu)秀外，一般的獨立ISP芯片都是手機(jī)商向ISP提供商定制的，所以與相機(jī)其他組件的契合度更佳，成像也有屬于自己的風(fēng)格、特色。目前富士通是主要的獨立ISP芯片提供商，三星GALAXYS4就是采用了富士通的獨立富士通MB91696AM獨立圖像信號處理器結(jié)構(gòu)框架富士通MB91696AM獨立圖像信號處理器結(jié)構(gòu)框架富士通獨立ISP芯片所以，從ISP芯片的技術(shù)高度而言，筆者向大家推薦的是采用獨立ISP的三星GALAXYS4這款手機(jī)。三星GALAXYS4內(nèi)置200萬像素前置+1300萬像素后置攝像頭，采用3.06英寸索尼ExmorRS堆棧式傳感器，加入F2.2光圈，配置屬一流水平。另外，GALAXYS4還支持前后攝像頭取景拍照、有聲拍照、動態(tài)拍照、軌跡拍照等功能。三星GALAXYS4[參考售價]3266元三星GALAXYS4[公司名稱]京東商城軟件算法很重要除了ISP芯片處理外三星GALAXYS4ISP芯片對傳感器輸入的電流信號進(jìn)行處理后，首先會生成未經(jīng)加工的原始圖像，而軟件算法就好比對原始圖像在內(nèi)部進(jìn)行了一番“PS”，優(yōu)化圖像的色彩、色調(diào)、對比度、噪點等，最后生成我們所看到的jpg格式圖片。當(dāng)然，由于每個人的PS技術(shù)和風(fēng)格都不一樣，所以即便是同一張照片，每個人最終也都會P成不同的風(fēng)格。同理，每部手機(jī)的軟件算法不同，最終的成像效果和風(fēng)格也是不一樣的，比如vivo手機(jī)通常會提升對比度，而iPhone則追求自然的效果。最重要的是，如果軟件算法優(yōu)秀，就可以把圖片優(yōu)化的很漂亮。軟件算法是iPhone5s的殺手锏軟件算法是iPhone5s的殺手锏iPhone5siPhone5s[參考售價]4898元[公司名稱]京東商城閃光燈哪個好？閃光燈是增加相機(jī)曝光量的方式之一，在暗光環(huán)境下會打亮周圍景物，從而彌補(bǔ)光線不足，提升畫面亮度