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手机相机中CMOS摄像头成像原理!

2021-03-05 05:52:48 来源: 阅读:-

大家可能都使用手机拍照功能,但大家了解过2000W像素这些的意思吗,手机摄像头的成像原理是什么?拍照的好坏影响的因素是什么。这边给大家科普一下。

什么叫像素,像素其实就是组成图片的最小单位,如果一张图片像素1600W像素的话,他其实就是长X宽的1600W,差不多4000X4000个像素点。一张图片差不多由1600W个小像素组成。

手机相机中CMOS摄像头成像原理.

理论上来说像素越高,图片效果是越清晰。

一个手机镜头组成包括:

手机相机中CMOS摄像头成像原理

这其中就包括了镜头和感光元件2个重要的元器件。

镜头

 镜头是将拍摄景物在传感器上成像的器件,它通常由由几片透镜组成。从材质上看,摄像头的镜头可分为塑胶透镜和玻璃透镜。玻璃透光性以及成像质量都具有较大优势,但玻璃透镜成本也高。因此一个摄像头品质的好坏,与镜头也是有一定关系的。

手机相机中CMOS摄像头成像原理

镜头有两个较为重要的参数:光圈和焦距。光圈是安装在镜头上控制通过镜头到达传感器的光线多少的装置,除了控制通光量,光圈还具有控制景深的功能,光圈越大,景深越小,平时在拍人像时背景朦胧效果就是小景深的一种体现。

另外镜头的另一重要参数是"焦距"。焦距是从镜头的中心点到传感器平面上所形成的清晰影像之间的距离。根据成像原理,镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在传感器上所形成影像的大小。比如在拍摄同一物体时,焦距越长,就能拍到该物体越大的影像。长焦距类似于望远镜。

传感器

  传感器是摄像头组成的核心,也是最关键的技术,它是一种用来接收通过镜头的光线,并且将这些光信号转换成为电信号的装置。简单的理解,我们可以把传感器看做是传统相机用的胶片,虽然两者原理不同,但在相机整体组成结构中有一定相似度。感光器件面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。

  常见的摄像头传感器主要有两种,一种是CCD传感器,一种是CMOS传感器。两者区别在于:CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。

手机相机中CMOS摄像头成像原理

除了这几个之外,另外要说的就是ISP,影响成像的关键参数就是ISP。ISP(Image Signal Processor),即图像处理,主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期处理,主要功能有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平衡、自动曝光控制等,依赖于ISP才能在不同的光学条件下都能较好的还原现场细节,ISP技术在很大程度上决定了摄像机的成像质量。它分为独立与集成两种形式。

ISP这块就比较专业,这边就不科普,每个手机厂商有自己的算法,所以导致成像的原图有不同。



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