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感光元件:手機(jī)攝像頭傳感器解析

作者: 時(shí)間:2014-04-16 來(lái)源:騰訊科技 收藏
手機(jī)攝像頭傳感器解析
 

  手機(jī)攝像頭解析

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/236596.htm

  記得當(dāng)年手機(jī)剛有攝像頭的時(shí)候,可把小編激動(dòng)壞了,因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)候,對(duì)于手機(jī)能拍照這個(gè)事想都沒(méi)有想過(guò),直到現(xiàn)在,手機(jī)攝像頭的像素越來(lái)越高,畫質(zhì)也越來(lái)越來(lái)好,有些甚至還加入了像單反相機(jī)一樣的光學(xué)防抖和光學(xué)變焦,那么那顆小小的攝像頭都是些什么構(gòu)造呢?

           攝像頭傳感器
 

  攝像頭

  我們都知道,無(wú)論是手機(jī)還是相機(jī)決定其成像質(zhì)量最為重要的一部分就屬于了,主要有兩種,一種是CCD,一種是CMOS傳感器。

           攝像頭傳感器
 

  攝像頭傳感器

  其中CCD成像質(zhì)量好,但是制造工藝復(fù)雜,能夠生產(chǎn)的廠家也比較少,價(jià)格也相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高(物以稀為貴嘛),并且功耗也很高,因此,不適合在移動(dòng)設(shè)備上使用。

  而CMOS傳感器耗電低,但是畫質(zhì)水平比不上CCD,不過(guò)隨著技術(shù)的提高,COMS的畫質(zhì)已經(jīng)逐步趕上了CCD,另外,在相同分辨率下,CMOS價(jià)格比CCD便宜,所以目前市面上的手機(jī)攝像頭都采用CMOS傳感器。

  通常CMOS傳感器又會(huì)分為:背照式CMOS傳感器和堆棧式CMOS傳感器。

手機(jī)攝像頭傳感器解析
 

  手機(jī)攝像頭傳感器解析

  所謂背照式CMOS傳感器其實(shí)是與傳統(tǒng)正照式CMOS傳感器相對(duì)的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將光電二極管和布線層進(jìn)行對(duì)調(diào)(如上圖),從而讓光線首先進(jìn)入感光電二極管,從而增大感光量,顯著提高低光照條件下的拍攝效果。像我們所熟知的iPhone4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i都是搭載的這類傳感器。

手機(jī)攝像頭傳感器解析
 

  手機(jī)攝像頭傳感器解析

  而堆棧式CMOS傳感器則是背照式CMOS傳感器的衍生產(chǎn)物,它是目前手機(jī)攝像頭中應(yīng)用最廣泛的一種,也是最先進(jìn)的一種,屬于索尼的獨(dú)家技術(shù)。

  堆棧式CMOS傳感器使用有信號(hào)處理電路的芯片替代了原來(lái)背照CMOS圖像傳感器的支持基板,在芯片上重疊形成背照CMOS元件的像素部分(上圖:①+②=③),從而實(shí)現(xiàn)了在較小的芯片尺寸上形成大量像素點(diǎn)的工藝。由于像素部分和電路部分分別獨(dú)立,因此像素部分可針對(duì)高畫質(zhì)優(yōu)化,電路部分可針對(duì)高性能優(yōu)化。

  最后小編想說(shuō)的是,只是手機(jī)攝像頭組成中不可或缺的一部分,但不是一款手機(jī)成像質(zhì)量的決定性因素,這其中還包括廠商通過(guò)軟件對(duì)硬件的優(yōu)化調(diào)校,使其讓人感覺(jué)最好的效果(這個(gè)涉及到不同人的感受,這要看廠家對(duì)產(chǎn)品的定位人群了),這也是目前各家廠商在手機(jī)攝像畫質(zhì)方面效果差異最大的決定性因素之一,

  下面是關(guān)于手機(jī)攝像頭的幾個(gè)常見問(wèn)題。

  相機(jī)鏡頭為什么是圓的?里面的光感元件明明是方的。

  這一方面是因?yàn)閳A形可以達(dá)到最大的成像面積;另一方面,它有很多的光學(xué)上的優(yōu)點(diǎn),例如說(shuō)圓形的側(cè)面可以減少光線的反射;而且,圓形的鏡片研磨起來(lái)比較方便,組裝可以做得更精確,也容易做各種微調(diào)。

  最重要的也還是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上:包括對(duì)焦、變焦什么的精細(xì)調(diào)節(jié),用螺旋推進(jìn)自然最方便,而且圓形鏡片的旋轉(zhuǎn)并不會(huì)導(dǎo)致成像的損失(如果是長(zhǎng)方形的鏡片,則,轉(zhuǎn)個(gè)90°,3*2的長(zhǎng)方形照片就被裁成了2*2的正方形),方便各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)置。

  中大畫幅的鏡頭需要配合不同尺寸的膠片/感光元件,盡可能最大化自然也是最節(jié)約材料的做法(異形鏡片,例如說(shuō)眼鏡片,其實(shí)都是由圓形鏡片裁切而來(lái)的,對(duì)于鏡頭來(lái)說(shuō),裁掉對(duì)于成像沒(méi)有任何幫助,反而換個(gè)底片可能就成像范圍就不夠了,典型的吃力不討好)。

  手指放在手機(jī)攝像頭和閃光燈前檢測(cè)心率的應(yīng)用是什么原理?

  用高光(攝像頭旁的LED閃光燈,或者其他足夠亮的光源也可)照亮指尖皮下毛細(xì)血管,當(dāng)心臟將新鮮的血液壓入毛細(xì)血管時(shí),亮度(紅色的深度)會(huì)有輕微變化,通過(guò)攝像頭監(jiān)測(cè)這一有規(guī)律變化的間隔,即可算出心跳了。

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