攝像頭的神秘面紗：攝像頭基本結(jié)構(gòu)

文章來源：星干線2019-12-04 10:32:26

　　隨著手機(jī)設(shè)備各種功能的不斷更新，華為徠卡雙像素?cái)z像頭、三星雙像攝像頭等名詞的持續(xù)轟炸，今天北京星干線培訓(xùn)基地的小編就來為大家解讀這些難懂得專業(yè)詞匯，解開各手機(jī)廠攝像頭的神秘面紗。

　　想要了解上面提到諸多專業(yè)術(shù)語，對攝像頭的基本構(gòu)造有一個(gè)簡單的了解也是必不可少的。

　　通常來講，一個(gè)攝像頭硬件上包括五個(gè)部分：外殼、鏡頭、紅外濾光片、圖像傳感器和撓性印刷電路板。

　　三星的雙像素，HTC的超級像素都是在圖像傳感器上做文章；華為的徠卡雙攝像頭就是將兩個(gè)攝像頭放在一起，主要在后續(xù)的ISP（圖像處理芯片）也就是軟件算法層面做文章。

　　但就硬件來說最主要的兩個(gè)部分是鏡頭和圖像傳感器。鏡頭，想必很多朋友并不陌生，尤其玩單反的朋友，從幾千到幾萬甚至幾十萬的鏡頭比比皆是。它的主要作用就是收集外部的光線，將光線匯聚到圖像傳感器上。而把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樵蹅冊谑謾C(jī)上、電腦上能夠看到的電信號(hào)的任務(wù)就交給圖像傳感器了。圖像傳感器將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過FPCB輸出，再經(jīng)過一系列處理就可以存儲(chǔ)為大家熟悉的JPG，BMP，TIF圖片啦。只要你喜歡轉(zhuǎn)成什么格式都行，也有很多人喜歡把它轉(zhuǎn)為.avi。

　　有了對攝像頭兩大部件的簡單了解，在此基礎(chǔ)上，我們將把攝像頭的各個(gè)組件拆解開來給大家一一剖析。

　　外殼

　　首先我們來聊一聊攝像頭的外殼。為大家呈上一張從攝像頭上拆解下來的外殼圖片。

　　一般攝像頭的外部都會(huì)有一個(gè)金屬包裹體，將最外部的金屬包裹體拆掉之后，就剩下一個(gè)塑料框架和馬達(dá)組合在一起的部件。外殼一般通過左右的一些引腳與最底部的FPCB相連，F(xiàn)PCB會(huì)在攝像頭運(yùn)行的過程中傳送一些數(shù)據(jù)給外殼，控制外殼中的馬達(dá)來調(diào)整鏡片的位置，從而保證最終的成像效果是用戶期望的效果。一般如果用戶沒有特別地去選擇焦點(diǎn)位置時(shí)，攝像頭會(huì)根據(jù)內(nèi)置的一些算法（比如說按照中心位置來調(diào)焦）來進(jìn)行調(diào)焦；而這時(shí)如果用戶點(diǎn)選了某個(gè)區(qū)域，攝像頭就會(huì)通過計(jì)算這個(gè)區(qū)域的相關(guān)信息，發(fā)送相應(yīng)的指令給馬達(dá)，控制鏡頭的移動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到在特定區(qū)域合焦的作用。當(dāng)然還有很多手機(jī)攝像頭并不具備調(diào)焦的能力，這些攝像頭一般像素相對較低，體積相對較小，比如很多手機(jī)的前置攝像頭。這些不具備調(diào)焦能力的攝像頭的鏡頭在裝配的時(shí)候，需要轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭使得整個(gè)攝像頭定焦于較遠(yuǎn)的位置，一般1~2米左右，然后再用點(diǎn)膠對鏡頭固定。所以這種攝像頭在拍攝的時(shí)候，用戶是無法控制畫面的焦點(diǎn)位置的。

　　鏡頭

　　鏡頭是目前各大廠商各展身手的一個(gè)部件。大家耳熟能詳?shù)囊恍┫鄼C(jī)參數(shù)大多都是由鏡頭決定的，比如說：光圈，焦距，DOF和FOV等等等等。當(dāng)然鏡頭在設(shè)計(jì)的時(shí)候有許多需要考慮的因素，這些我們暫且按下不表，以后我們會(huì)詳細(xì)介紹鏡頭。

　　紅外濾波片

　　紅外濾波片是一個(gè)位于鏡頭和圖像傳感器之間的部件，它的主要作用是濾除不能被人眼觀察到的紫外光和紅外光。為什么要濾除紫外光和紅外光呢？這一點(diǎn)還要從相機(jī)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)說起。目前圖像傳感器基本上都是RGB結(jié)構(gòu)的，也就是說在最原始的RAW文件中每一個(gè)像素點(diǎn)只有一種色彩，要么是紅，要么是藍(lán)，要么是綠（綠色的像素點(diǎn)的數(shù)量是紅色和藍(lán)色的兩倍，因?yàn)槿搜蹖G光更為敏感）。而圖像傳感器中的RGB像素點(diǎn)的濾波片并不能濾除紅外和紫外光，所以就要由另外的部件來濾除紫外和紅外光。如果不使用紅外濾波片的話，紅綠藍(lán)像素點(diǎn)的亮度值就和人眼所看到的亮度值存在較大差別，即使通過一些復(fù)雜的處理也不能較為完善的再現(xiàn)物體的實(shí)際色彩。我們普通使用的相機(jī)一項(xiàng)主要考核參數(shù)就是色彩的還原度，所以紅外濾波片的特性對于最終攝像頭的成像效果也有著至關(guān)重要的作用。而在一些特殊的攝像頭中，比如說紅外攝像頭，它們所要求的首要功能是再現(xiàn)物體的輪廓。這個(gè)時(shí)候就可以不再使用紅外濾片了。

　　圖像傳感器

　　圖像傳感器作為攝像頭的核心部件，當(dāng)然各大廠商也免不了在這個(gè)領(lǐng)域刀光劍影。手機(jī)相機(jī)從800萬像素到2000萬像素的進(jìn)化，實(shí)時(shí)HDR的實(shí)現(xiàn)，相位對焦的引入等等都決定于圖像傳感器的相關(guān)技術(shù)。這一大塊，咱們也日后再表。

　　FPCB

　　最后來說一下?lián)闲杂∷㈦娐钒?FPCB)，F(xiàn)PCB負(fù)責(zé)將攝像頭的其他組件與主處理器連接起來。除了前面說到的傳輸信號(hào)控制鏡頭移動(dòng)來調(diào)焦之外，還有一個(gè)主要功能就是將圖像傳感器的原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂破?。隨著攝像頭的功能越來越復(fù)雜，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大，F(xiàn)PCB也慢慢地集成了一些簡單的圖像處理處理器。FPCB通過圖像傳感器的引腳來和攝像頭的主要部件連接，因?yàn)檎麄€(gè)圖像傳感器直接嵌在FPCB上，如果FPCB設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)脑?，?huì)很大程度上影響圖像傳感器的性能。

　　以上就是關(guān)于“攝像頭的神秘面紗：攝像頭基本結(jié)構(gòu)”的相關(guān)介紹。充分了解相機(jī)的構(gòu)造，會(huì)幫助你拍出更好看的照片。想要了解更多關(guān)于攝像后期的知識(shí)和技能，可以關(guān)注北京星干線培訓(xùn)基地。北京星干線培訓(xùn)基地是針對表演、攝影、影視攝像、化妝方面的職業(yè)技能培訓(xùn)。如果大家對攝像專業(yè)感興趣，可以關(guān)注了解。返回?cái)z影專業(yè)列表

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