书城计算机中国移动智能手机的秘密
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第28章 手讥摄像头的三个重要组成部件

先简要说说手机是怎么拍照的:通过镜头拍摄影像,滤色镜滤波后照射到传感器上,传感器将光线形成电信号,通过内部的DA转换成数字信号,DSP加工处理,CPU处理成手机屏幕上能够看到的图像。从物理部件上看,手机摄像头由镜头、传感器、数字信号处理芯片DSP等部件组成。

(1)镜头

镜头是将拍摄景物在传感器上成像的器件,就像相机的眼睛,品质直接决定了成像的质量。镜头的材质决定了光线进入的质量以及在感光材料上的成像,一般可分为塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。塑胶透镜指树脂镜片,玻璃材质镜头的透光性以及成像质量较好,当然成本也相对高。通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1GIP、IG2P、2G2P、2G3P、4G、5G等。透镜越多,成本越高,相对成像效果会更出色,而玻璃透镜又比树脂贵,因此一个品质好的摄像头应该是采用多层玻璃镜头。

诺基亚手机常常用“卡尔蔡司认证”镜头来做卖点。熟悉相机的朋友应该知道,卡尔蔡司镜头是来自德国的品牌,在相机领域一直都拥有非常不错的口碑。“卡尔蔡司认证”指由第三方制作的镜头,符合卡尔蔡司一系列的检测标准后,给予该镜头冠名——卡尔蔡司,并在旁边标有Logo,这种镜头的通常成像效果就会比未通过认证的镜头好一些。

(2)传感器

用以接收通过镜头的光线,并将其转换成为电信号的部件。所以有人将传感器比作传统相机用的胶片。这是摄像头组成的核心,也是最关键的技术。

常见的摄像头传感器主要有两种,一种是CCD传感器,另一种是CMOS传感器。在相同分辨率下,CMOS产生的图像质量相比CCD来说要低一些,但胜在价格便宜些、个头小巧、耗电低。目前主流手机,如三星Galaxy Note 2,iPhone 5、小米2等都用的CMOS感光材料。还有极少数手机采用了CCD材质的配置,并将其做为主要卖点大肆宣传,外形设计上也像个数码相机。比如,来自台湾的数码相机生产商Altek的Altek Leo,1400万像素CCD镜头;联想i968拥有一个采用CCD感光元件的320万像素摄像头。

近年来很流行的“BSI”,是背照式CMOS的英文简称。因为改善了传统CMOS感光元件的感光度,提高了低光照条件下的拍摄效果,夜拍成像效果比较好。如诺基亚Lumia 920、iPhone 4、魅族MX四核版、中兴U895等手机。

有时会提到的CCM传感器(Compact CMOS module)也是CMOS的一种,经过一些处理,画质比CMOS高一点,拍照时感应速度也较快。

(3)数字信号处理芯片DSP

DSP是将感光芯片获取的数据及时快速地传到传感器中并刷新感光芯片。DSP的好坏会直接决定画面品质(比如色彩饱和度、清晰度)与流畅度。有些传感器是集成了DSP,有些是没有集成DSP,没有集成DSP的需要外部外挂DSP。

DSP结构框架包括:ISP(lmage Signal Processor,镜像信号处理器),主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期的处理,是决定影像流畅的关键;JPEG encoder(JPEG图像解码器),分为硬件JPEG压缩方式和软件RGB压缩方式;USB device controller(USB设备控制器)。