攝像頭的神秘面紗：攝像頭基本結構

文章來源：星干線2019-12-04 10:32:26

　　隨著手機設備各種功能的不斷更新，華為徠卡雙像素攝像頭、三星雙像攝像頭等名詞的持續轟炸，今天北京星干線培訓基地的小編就來為大家解讀這些難懂得專業詞匯，解開各手機廠攝像頭的神秘面紗。

　　想要了解上面提到諸多專業術語，對攝像頭的基本構造有一個簡單的了解也是必不可少的。

　　通常來講，一個攝像頭硬件上包括五個部分：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攝像頭放在一起，主要在后續的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。而把光信號轉變為咱們在手機上、電腦上能夠看到的電信號的任務就交給圖像傳感器了。圖像傳感器將輸入的光信號轉化為電信號，通過FPCB輸出，再經過一系列處理就可以存儲為大家熟悉的JPG，BMP，TIF圖片啦。只要你喜歡轉成什么格式都行，也有很多人喜歡把它轉為.avi。

　　有了對攝像頭兩大部件的簡單了解，在此基礎上，我們將把攝像頭的各個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有一個金屬包裹體，將最外部的金屬包裹體拆掉之后，就剩下一個塑料框架和馬達組合在一起的部件。外殼一般通過左右的一些引腳與最底部的FPCB相連，FPCB會在攝像頭運行的過程中傳送一些數據給外殼，控制外殼中的馬達來調整鏡片的位置，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位置時，攝像頭會根據內置的一些算法（比如說按照中心位置來調焦）來進行調焦；而這時如果用戶點選了某個區域，攝像頭就會通過計算這個區域的相關信息，發送相應的指令給馬達，控制鏡頭的移動，進而達到在特定區域合焦的作用。當然還有很多手機攝像頭并不具備調焦的能力，這些攝像頭一般像素相對較低，體積相對較小，比如很多手機的前置攝像頭。這些不具備調焦能力的攝像頭的鏡頭在裝配的時候，需要轉動鏡頭使得整個攝像頭定焦于較遠的位置，一般1~2米左右，然后再用點膠對鏡頭固定。所以這種攝像頭在拍攝的時候，用戶是無法控制畫面的焦點位置的。

　　鏡頭

　　鏡頭是目前各大廠商各展身手的一個部件。大家耳熟能詳的一些相機參數大多都是由鏡頭決定的，比如說：光圈，焦距，DOF和FOV等等等等。當然鏡頭在設計的時候有許多需要考慮的因素，這些我們暫且按下不表，以后我們會詳細介紹鏡頭。

　　紅外濾波片

　　紅外濾波片是一個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？這一點還要從相機圖像傳感器的結構說起。目前圖像傳感器基本上都是RGB結構的，也就是說在最原始的RAW文件中每一個像素點只有一種色彩，要么是紅，要么是藍，要么是綠（綠色的像素點的數量是紅色和藍色的兩倍，因為人眼對綠光更為敏感）。而圖像傳感器中的RGB像素點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，紅綠藍像素點的亮度值就和人眼所看到的亮度值存在較大差別，即使通過一些復雜的處理也不能較為完善的再現物體的實際色彩。我們普通使用的相機一項主要考核參數就是色彩的還原度，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物體的輪廓。這個時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，當然各大廠商也免不了在這個領域刀光劍影。手機相機從800萬像素到2000萬像素的進化，實時HDR的實現，相位對焦的引入等等都決定于圖像傳感器的相關技術。這一大塊，咱們也日后再表。

　　FPCB

　　最后來說一下撓性印刷電路板(FPCB)，FPCB負責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控制鏡頭移動來調焦之外，還有一個主要功能就是將圖像傳感器的原始數據傳輸到主控制器。隨著攝像頭的功能越來越復雜，需要傳輸的數據量越來越大，FPCB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，因為整個圖像傳感器直接嵌在FPCB上，如果FPCB設計不當的話，會很大程度上影響圖像傳感器的性能。

　　以上就是關于“攝像頭的神秘面紗：攝像頭基本結構”的相關介紹。充分了解相機的構造，會幫助你拍出更好看的照片。想要了解更多關于攝像后期的知識和技能，可以關注北京星干線培訓基地。北京星干線培訓基地是針對表演、攝影、影視攝像、化妝方面的職業技能培訓。如果大家對攝像專業感興趣，可以關注了解。返回攝影專業列表

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