手機拍照成像

偈飛 2013-12-10

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參考：

http://dc.pconline.com.cn/daogou/basics/1005/2136531.html 拒絕專業(yè)術(shù)語背照式CMOS傳感器詳細解讀

http://www.cnmo.com/reviews/89307.html 傳感器很關(guān)鍵手機拍照成像技術(shù)大揭秘

http://wenwen.soso.com/z/q106128139.htm

手機拍照成像主要取決于傳感器。

目前手機主流傳感器有兩種類型，CCD和CMOS，多為CMOS。

　　CCD/CMOS傳感器的尺寸很大程度上影響了相片的成像質(zhì)量，傳感器尺寸越大，感光面積越大，像素越多，成像效果越好。單反相機中的傳感器尺寸要比卡片機大很多，佳能EOS 1Ds系列和尼康FX系列的傳感器尺寸為36mm×24mm，達到了35mm膠卷的成像面積，稱之為全畫幅相機，當(dāng)然成像質(zhì)量更好。一般情況下，500萬像素的背照式CMOS要比800萬像素傳統(tǒng)CMOS的拍照效果好。

傳感器和象素之間的關(guān)系好比：像素是一個桶,而傳感器是桶底.如果你想裝更多的水(光線),桶底的面積非常重要.這也是為什么8百萬像素的單反畫質(zhì)要遠遠好過10MP的手機相機。

　　但是，大尺寸的傳感器需要更多的空間裝配，在手機這樣“稀土如金”的設(shè)備上，還是不要奢望擁有太大傳感器。諾基亞N8采用的傳感器尺寸為1/1.83英寸，成為目前傳感器尺寸最大的手機之一。

CCD（Charge Coupled Device）--電荷耦合組件

內(nèi)部半導(dǎo)體材料把光線轉(zhuǎn)變成電荷，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號壓縮以后保存起來就變成我們存儲卡中的照片了。

　　CCD像傳統(tǒng)相機的底片一樣的感光系統(tǒng)，是感應(yīng)光線的電路裝置，可以將它想象成一顆顆微小的感應(yīng)粒子，鋪滿在光學(xué)鏡頭后方，當(dāng)光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面產(chǎn)生電流，將感應(yīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料儲存起來。CCD像素數(shù)目越多、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會越清晰。

CMOS（Complementary etal-Oxide Semiconductor）--互補金屬氧化物半導(dǎo)體

利用硅和鍺這兩種元素所做成半導(dǎo)體，原理與CCD沒有太大的區(qū)別。

（背照式CMOS傳感器

背照式CMOS傳感器就是將它掉轉(zhuǎn)方向，讓光線首先進入感光二極管，從而增大感光量，顯著提高低光照條件下的拍攝效果。成像質(zhì)量與CCD更接近。）

（下面的對比為傳統(tǒng)CMOS）

一、速度差別 ——CCD<CMOS

　　CCD需在同步時鐘的控制下以行為單位一位一位的輸出信息，較慢；

CMOS傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，還能同時處理各單元的圖象信息，比CCD快很多。

二、耗電量區(qū)別對手機影像明顯 ——CCD>>CMOS

　　CCD傳感器電荷耦合器多由三組電源供電，耗電量大；

CMOS傳感器只需一個電源，耗電量很小，僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10。

三、成像質(zhì)量 ——CCD>CMOS

　　CCD技術(shù)起步較早，相對成熟，采用PN結(jié)合二氧化硅隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對CMOS傳感器有一定優(yōu)勢。

CMOS傳感器集成度高，光電傳感元件與電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較為嚴重，噪聲影響很大。

四、在相同分辨率下，CMOS價格比CCD便宜 ——$CCD>$CMOS

　　目前市面上絕大多數(shù)消費級別以及高端數(shù)碼相機都使用CCD作為感應(yīng)器，但工藝復(fù)雜，少數(shù)廠商能掌握，所以成本居高不下。

CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多手機生產(chǎn)廠商采用的都是CMOS鏡頭。多數(shù)手機都采用CMOS攝像頭。

數(shù)碼相機——首選CCD，成像質(zhì)量好，手機的話——選擇CMOS。

下面是一些傳感器計算值 ------------ 16000/8942那些是什么？ μm/p 是什么？知道的回復(fù)下吧

傳感器尺寸×

1/1.2*16000/8942 = 1.49 μm/p ——NOKIA 808

1/1.83*16000/5000 = 1.75 μm/p ——NOKIA N8

1/1.5*1600/8942 = 1.19μm/p———NOKIA-Lumia 1020

1/3.2*1600/4257 = 1.17μm/p———NOKIA-Lumia 920

1/3.6*1600/3736 = 1.19μm/p———NOKIA 720

1/2.3*16000/5773.5 = 1.2μm/p——三星GALAXY S4 zoom，1600w

1/3.2*16000/2886.75 = 1.73μm/p—htc one 400w：

1/3.2*16000/4082.5 = 1.225μm/p—小米2s，iPhone5之類的普通800w

1/3.2*1600/5204 = 0.96μm/p———S4，l36h，find5這些1300w

--------------------- 一些……，我也看不懂，所以有些亂，明白麻煩的整理下 ------------------------

變焦比=最大焦距/最小焦距，也就是說18-55鏡頭變焦比是3大一點，50定焦鏡頭變焦比是1。

APS轉(zhuǎn)換系數(shù)：佳能1.6或1.3，尼康和索尼1.5。這是由感光元件的尺寸決定的。感光元件越小，這個系數(shù)會越大。全畫幅相機轉(zhuǎn)換系數(shù)為1，因為全畫幅傳感器大小和135膠卷相機膠片大小基本相同。

F(光圈值)：光圈值越大光圈越小，光圈的大小為1/光圈值。

視角：焦距越小視角會越大。相同焦距的鏡頭裝在不同畫幅傳感器的相機上，傳感器越大，視角越大。

感光度：感光度越大，相同光圈下快門速度會越快，但過高的感光度會引起明顯噪點。

快門速度：快門速度為曝光時快門暴露感光元件的時間，光圈越大，感光度越高，快門速度越快。

APS——當(dāng)年柯達聯(lián)合富士、佳能等幾家日本相機廠商推出的一個別于120（大畫幅）、135（全畫幅

）規(guī)格的傳統(tǒng)膠片攝影體系，它包括APS相機、APS膠卷、APS規(guī)格（或兼容）的后期沖印等，組成一個完整的攝影系統(tǒng)。而APS畫幅指的是成像面積大小，一般APS底片或CCD可成像區(qū)域在16.7mm x 30.2mm左右。也只就只有全畫幅的二分之一或者兩者之間的尺寸。

焦距=物距×像高度/物高度

鏡頭的焦距:F=物體距離(M)*CCD高度(mm)/物高(M)

簡單地說，比如你的鏡頭是70-200mm的，那么這個鏡頭的放大倍率是200/70≈2.8倍。也就是說你能夠?qū)?0mm端的視角通過變焦放大到2.8倍。

光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運動的時候，視覺和焦距就會發(fā)生變化，更遠的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進的感覺。其實它并沒有對圖片進行放大，只是改變了視角而已，讓你可以看得更遠。

數(shù)碼變焦簡單地說就是對成像圖片放大而已。

200mm焦距，1：4光圈，焦平面到光圈距離是148.37mm,成像面是24*36mm，最好大一點。哪位攝友幫忙算下實際光圈尺寸應(yīng)該是多少？

光圈系數(shù) = 1/最大相對孔徑 = 實際焦距/入射光瞳直徑。

“實際光圈尺寸”，是指最大通光孔直徑么？

要計算最大通光孔直徑，好像還缺少一些條件。

200mm焦距，最大相對孔徑1:4，則入射光瞳直徑為50mm，這是可以算出來的。

按入射光瞳的定義，它是焦平面與光軸交點上的點光源，通過后組鏡片、通光孔、前組鏡片所形成的平行光束。其直徑即為入射光瞳直徑。

顯然，根據(jù)現(xiàn)有條件，我們只能說最大通光孔直徑≤50mm。