1、Camera專題介紹專題介紹目 錄典型結構和工作原理攝像頭參數與成像效果典型結構工作原理典型結構工作原理模組拆解：模組拆解：鏡頭：鏡頭： 理論上，鏡頭可以只由一個鏡片組成，但由于光學原因，單個鏡片的成像不可避免的存在色差、球差、彗差、像散等等一些列像差問題，尤其在邊緣部分，成像很差。多個鏡片的組合可以在一定程度上校正像差。 其次，如果鏡頭變焦需要多個鏡片改變間距來實現 。而且變焦后，像差會發生變化，因而變焦鏡頭普遍需要更多鏡片才能完成變焦和不同焦距的像差校正。 再次，很多鏡頭的對焦也是通過鏡片位置改變實現的。 一般手機攝像頭是通過電機控制鏡頭整體前后移動來改變焦距。 親拆某手機鏡頭從里到外：1

2、薄平面+1凹凸不規則曲面+1規則曲面+1規則曲面，共4片。標準鏡頭：標準鏡頭：以適用于35毫米單鏡頭反光照相機的交換鏡頭為例（36*24mm感光元件），標準鏡頭通常是指焦距在40至55毫米之間的攝影鏡頭，它是所有鏡頭中最基本的一種攝影鏡頭。 標準鏡頭給人以記實性的視覺效果畫面，所以在實際的拍攝中，它的使用頻率是較高的。但是，從另一方面看，由于標準鏡頭的畫面效果與人眼視覺效果十分相似，故用標準鏡頭拍攝的畫面效果又是十分普通的，甚至可以說是十分“平淡”的，它很難獲得廣角鏡頭或遠攝鏡頭那種渲染畫面的戲劇性效果。但是，標準鏡頭所表現的視覺效果有一種自然的親近感，用標準鏡頭拍攝時與被攝物的距離也較適中，

3、在諸如普通風景、普通人像、抓拍等攝影場合使用較多，最常見的紀念照，更是多用標準鏡頭來拍攝。另外，標準鏡頭還是一種成像質量上佳的鏡頭，它對于被攝體細節的表現非常的有效。廣角鏡頭：廣角鏡頭：焦距短于標準鏡頭、視角大于標準鏡頭。廣角鏡頭的基本特點是：廣角鏡頭的基本特點是：鏡頭視角大，視野寬闊。具有將距離感夸張化，對焦范圍廣等拍攝特點。使用廣角時可將眼前的物體放得更大，將遠處的物體縮得更小,四周的圖像容易失真也是它的一大特點。廣泛用于大場面風攝影作品的拍攝，能增加攝影畫面的空間縱深感。長焦鏡頭：長焦鏡頭：“大炮筒”，焦距長，看得遠。長焦距鏡頭通常分為三級，135mm以下稱中焦距，中焦距鏡頭經常用來拍攝

4、人像。135500mm稱長焦距。500mm以上的稱為超長焦距適用于拍攝遠處的景物。如球場上的特寫以及野生動物的拍攝，因無法靠近被攝物，超長焦距鏡頭就大有用武之地。手機攝像頭焦距多少？手機攝像頭焦距多少？5mm左右。屬于什么鏡頭？超短廣角？左右。屬于什么鏡頭？超短廣角？光圈：對于已經制造好的鏡頭，我們不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是我們可以通過在鏡頭內部加入多邊形或者圓型，并且面積可變的孔狀光柵來達到控制鏡頭通光量，這個裝置就叫做光圈。快門：快門：快門就是用控制時間長短來調節光線進入相機感光元件的裝置，與光圈相反，快快門就是用控制時間長短來調節光線進入相機感光元件的裝置，與光圈相反，快門與鏡頭無關

5、，只和相機本身有關，所以也稱相機快門。快門速度通過秒或幾分門與鏡頭無關，只和相機本身有關，所以也稱相機快門。快門速度通過秒或幾分之一秒來表示時間的長短。之一秒來表示時間的長短。 1 1、1/21/2、1/41/4、1/81/8、1/151/15、1/301/30、1/601/60、1/1251/125、1/2501/250、1/5001/500、和、和1/10001/1000秒秒快門的作用：1、最最常見的作用：控制進光量。用速度控制進光量，以達到正確曝光。通常快門與光圈相配合，光圈加大一檔（即光圈數值變小），則快門相應變快一檔（即快門數值變大）。2、最有力的作用：凝固速度用較快的快門速度（即快

6、門數值大），可以將運動中的物體清晰地瞬間凝固住，比如正在比賽中的運動員、比如漫天的飛雪、比如正在飛揚起的水珠。左圖為0.6秒的慢速快門拍攝，可將夜幕下的車燈拉成線狀，不過慢速快門一般最好有三角架，或者可以找到支撐的地方，否則該清楚的地方也會模糊傳感器：即感光元件傳感器：即感光元件CCD或或CMOS。CCD就像傳統相機的底片一樣的感光系統，是感應光線的電路裝置，你可以將它想象成一顆顆微小的感應粒子，鋪滿在光學鏡頭后方，當光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面產生電流，將感應到的內容轉換成數碼資料儲存起來。CCD像素數目越多、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會越清晰。CMOS則是金屬氧化物半導體組

7、件，它和CCD一樣負責將光線轉變成電荷。只是工藝不同。目前手機攝像頭幾乎全部使用CMOS傳感器。傳感器芯片內部結構原理圖傳感器芯片內部結構原理圖但，CMOS具有便于大規模生產，且速度快、成本較低、體積小、功耗低，對于手機這樣的產品來說，CMOS是更好的選擇，成像方面，CMOS和CCD的差距也越來越小ISP:ISP: Image Signal Processing圖像信號處理。主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點去除、內插、白平衡、自動曝光控制等，依賴于ISP才能在不同的光學條件下都能較好的還原現場細節，ISP技術在很大程度上決定了攝像機的成像質量。

8、彩色彩色相機工作原理（以相機工作原理（以CCDCCD傳感器為例）：傳感器為例）：電荷耦合器件（電荷耦合器件（CCDCCD）原理簡單。我們可以把它想象成一個沒有蓋子）原理簡單。我們可以把它想象成一個沒有蓋子的記憶芯片。撞擊記憶單元的光子在這些單元中產生電子（光電效的記憶芯片。撞擊記憶單元的光子在這些單元中產生電子（光電效應），因此光子的數目與電子的數目互成比例（光的明暗）。然而光應），因此光子的數目與電子的數目互成比例（光的明暗）。然而光子的波長（顏色）并沒有被轉換為電子。換言之，子的波長（顏色）并沒有被轉換為電子。換言之，CCD CCD 裸芯片實際上裸芯片實際上沒有把色彩信息轉換為任何形式的電

9、信號。拍攝出來的照片是黑白的！沒有把色彩信息轉換為任何形式的電信號。拍攝出來的照片是黑白的！理想方案：使用三棱鏡分離出紅綠藍三基色，分別通過理想方案：使用三棱鏡分離出紅綠藍三基色，分別通過3片片CCD獲取這獲取這3種顏色的各自明暗程度，而后對應相加混合即可。種顏色的各自明暗程度，而后對應相加混合即可。-昂昂貴復雜。貴復雜。絕大多數相機的方案：絕大多數相機的方案：拜爾濾光片（馬賽克濾波片）+單CCD+算法插值（ISP運算）。拜爾濾光片使每個像素只能產生紅、綠或藍三色當中一種顏色的值。但是在輸出時，由相機處理單元執行空間色彩插值法，使每個像素均包含三基色的成分。MIPI接口：接口： 隨著手機攝像頭

10、像素越來越高，同時要求高的傳輸速度，傳統的并口傳輸越來越受到挑戰。提高并口傳輸的輸出時鐘是一個辦法，但會導致系統的EMC設計變得越來困難；增加傳輸線的位數也是一種方法，但是這又不符合小型化的趨勢。采用MIPI接口的模組，相較于并口具有速度快，傳輸數據量大，功耗低，抗干擾好的優點。高速模式下，每個通道可以傳送500M-1000Mbps。 由于MIPI是采用差分信號傳輸的，所以在設計上需要按照差分設計的一般規則進行嚴格的設計，且需要實現差分阻抗的匹配，MIPI協議規定傳輸線差分阻抗值為80-125歐姆。攝像頭參數與成像效果攝像頭參數與成像效果 色彩相關參數：像素、色彩深度、白平衡色彩相關參數：像素

11、、色彩深度、白平衡 色彩深度：也即彩色位度，數碼相機的彩色深度指標反映了數碼相機能正確記錄的色調有多少，色彩位數值越高，就越有可能真實地還原亮部及暗部的細節。具體一點，就是傳感器內部AD轉換器的位數乘以3倍。只要達到24位，即可以生成真彩色的圖象。 白平衡白平衡是描述圖像中白色精確度的一項指標，涉及色彩還原和色調處理的一系列問題。如白熾燈下，拍出圖像的色彩就會明顯偏黃，但長時間在白熾燈下的人眼卻認為房間內的色彩是正常的。這就是白平衡出了問題。可以通過攝像頭能否正確識別反映來判斷。曝光相關參數：光圈、快門時間、曝光相關參數：光圈、快門時間、ISO、閃光燈、閃光燈。-提升拍照的藝術感。提升拍照的藝

12、術感。 ISO:衡量底片對于光的靈敏程度。對于較不敏感的底片，需要曝光更長的時間以達到跟較敏感底片相同的成像效果。感光越敏感，數值越大。除了縮短曝光時間之外，另外在畫質上也會有影響。低感光度時的畫質較為細膩，色彩也較為忠實。高感光度時則會出現噪聲及顆粒的問題。光圈的數光圈的數值越小，值越小，光圈孔徑光圈孔徑越大，進越大，進光量越多，光量越多，畫面也就畫面也就越明亮；越明亮；快門速度越快，越能抓拍瞬間，表現瞬間美快門速度越快，越能抓拍瞬間，表現瞬間美。光圈、快門、光圈、快門、ISO應該配合使用，共同控制曝光量。應該配合使用，共同控制曝光量。 介紹一個攝影名詞：景深介紹一個攝影名詞：景深指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿能夠取得清晰圖像的成像所測定的被攝物體前后距離范圍。在聚焦完成后，在焦點前后的范圍內都能形成清晰的像，這一前一后的距離范圍，便叫做景深。背景虛化背景虛化就是使景深變淺，使焦點聚集在主題上。光圈大小、焦距長短會影響景深效果。 光圈的數值越小，光圈孔徑越大，景深越淺，背景虛化越明顯光圈的數值越小，光圈孔徑越大，景深越淺，背景虛化越明顯200mm焦距拍人像很給力焦距拍人像很給力，主體清晰突，主體清晰突出