2000年11月,夏普聯合日本當時第三大移動運營商J-photo推出了全球第一款拍照手機,像素僅有11萬。時至今日,手機拍照已經成為手機必不可少的一個功能,手機攝像頭歷經多年發展,也已經不可同日而語。
隨著智能手機的普及和不斷升級,用戶對於手機拍照畫質也就越來越高,好的拍照畫質就離不開出色的手機攝像頭配置,而目前市面上手機攝像頭的規格眾多,參數各不相同,怎麼去看這些名詞和參數來挑選好的拍照手機呢?下面讓我們一起來簡單學習一下。
手機攝像頭的結構和工作原理
拍攝景物通過鏡頭,將生成的光學圖像投射到傳感器上,然後光學圖像被轉換成電信號,電信號再經過模數轉換變為數字信號,數字信號經過DSP加工處理,再被送到手機處理器中進行處理,最終轉換成手機屏幕上能夠看到的圖像。
手機攝像頭的簡單結構
手機攝像頭的工作流程
由於手機攝像頭的工作原理基本都相同,對於我們選擇好的手機攝像頭並不產生影響,我們只需要簡單了解即可。
影響手機攝像頭拍照畫質的幾個因素
1、傳感器的類型
傳感器是決定手機攝像頭成像品質最為重要的一部份,也經常被手機廠商作為宣傳的重點,廠商也習慣采用傳感器的分類來對手機攝像頭的類型進行分類。
常見的攝像頭傳感器類型主要有兩種,一種是CCD傳感器,一種是CMOS傳感器。
CCD的優勢在於成像質量好,但是制造工藝復雜,成本居高不下,特別是大型CCD價格非常高昂,且耗電高,並不適合在移動設備上使用。在相同分辨率下,CMOS價格比CCD便宜,但圖像質量相比CCD來說要低一些。
CMOS影像傳感器相對CCD具有耗電低的優勢,加上隨著工藝技術的進步,CMOS的畫質水平也不斷地在提高,所以目前市面上的手機攝像頭都采用CMOS傳感器。
CMOS傳感器視工藝和具體技術的不同,也有著不同的分類。目前市場上效果較好的主流攝像頭CMOS傳感器主要有背照式CMOS傳感器和堆棧式CMOS傳感器兩種,在廠家宣傳時,也通常用這兩種傳感器類型對於產品的攝像頭性能進行宣傳。
背照式CMOS傳感器
背照式CMOS傳感器這一名稱是與傳統正照式CMOS傳感器區分開來的,像我們所熟知的iPhone 4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i等熱銷機型,都采用了背照式CMOS傳感器。
背照式COMS傳感器屬於目前的市場中高端主流
早在2008年,索尼就開發出了背照式CMOS傳感器,其最大的優化之處就是改造了元件內部的結構,即將感光層的元件調轉方向,讓光能從背面直射進去,避免了在傳統傳感器結構中,光線會受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響。
左邊為傳統的CMOS傳感器,右邊為背照式CMOS傳感器
此外,把與感光無關的走線與光電二極管分開到芯片的兩邊或下面,這樣不僅可以增加光電元件曝光面積,而且減少光線經過布線層時的損失,從而顯著提高光的效能,大大改善低光照條件下的拍攝效果。
堆棧式CMOS傳感器
堆棧式CMOS傳感器目前是索尼獨家的傳感器產品。索尼將其命名為Exmor RS CMOS傳感器,是背照式CMOS傳感器的衍生產物,也是目前手機攝像頭當中較為先進的一種CMOS傳感器,被廣泛應用用在三星Galaxy S4、索尼Xperia Z等旗艦級產品當中,而國產的OPPO Find 5是世界上首款采用堆棧式CMOS傳感器的手機。
OPPO Find5是首款采用堆棧式CMOS傳感器的手機
其具體原理是,使用有信號處理電路的芯片替代了原來背照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,從而實現了在較小的芯片尺寸上形成大量像素點的工藝。由於像素部分和電路部分分別獨立,因此像素部分可針對高畫質優化,電路部分可針對高性 能優化。
簡單點說,堆棧式CMOS傳感器就是將原來放置於傳感器正面的電路改為放置在傳器感背面,使得傳感器的感光面積更大,畫質更好。