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1、从 2000 年，夏普 J-SH04 成为世界上第一款置入摄像头的手机；2002 年，诺基亚 7650 作为国内第一款拍照手机上市；2003 年，又是夏普，拥有百万级像素的拍照手机夏普 j-sh53 问世拍照功能已逐渐成为手机上的一项标配，但是如何选择手机摄像头呢？ 手机摄像头的数码相机功能指的是手机是否可以通过内置或是外接的数码相机进行拍摄静态图片或短片拍摄，作为手机的一项新的附加功能，手机的数码相机功能得到了迅速的发展。: s/ m A1 g0 | fCamera 一般分为 Digital camera 数字式与 Digital Still Cameras 模拟式。1 Digital ca
2、mera 数字式数字摄像头是直接将摄像单元和视频捕捉单元集成在一起，然后通过串、并口或者 USB 接口连接到 HOST SYSTEM 上。现在 CAMERA 市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的 USB 数字摄像头为主（独立），在手机上主要是直接通过 IO (BTB,USB,MINI USB)与 HOST SYSTEM 连接，经过 HOST SYSTEM 的编辑后以数字信号输出到 DISPLAY 上显示。目前 CAMERA 市场上主流的 CAMERA 全 DIGITAL 0 l, g2 S _3 E( R6 T: K- I& R7 g x. z+ 4 Y
3、- C& c2 a2 Simulant camera 模拟式模拟摄像头是将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存到 SYSTEM MEMORY 里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到 HOST SYSTEM上运用，经 HOST SYSTEM 的编辑，通过 DISPLAY 显示和输出。3 ?1 y3 e6 Y3 N外观 结构上又可以分为内置与外置，内置摄像头是指摄像头在机子内部，更方便。外置手机通过数据线或者手机下部接口与数码相机相连，来完成数码相机的一切拍摄功能。外置数码相机的优点在于可以减轻手机的重量，而且
4、外置数码相机重量轻，携带方便，使用方法简单。 除此之外，目前手机的数码相机功能主要包括拍摄静态图像，连拍功能，短片拍摄，镜头可旋转，自动白平衡，自动对焦，内置闪光灯.等等。手机的拍摄功能是与其屏幕材质、屏幕的分辨率、摄像头像素、摄像头材质有直接关系。 工作原理主要是 CMOS IMAGE SENSOR 的应用，先说说整个模块！首先了解摄像头的主要结构和工作原理：景物(SCE)通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上，然后转为电信号，经过 A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过 IO 接口传输到 CPU 中处理
5、，通过 DISPLAY 就可以看到图像了。( S/ e c7 Q2 i% K& S光线镜头 图像传感器（即感光器，将光转化为数字信号）数字信号处理芯片（即主芯片，对数字信号进行优化处理，并进行传输和保存） 图像/视频整个系统由三部分构成:图像采集模块、图像处理模块和图像传输模块。1 图像采集模块：图像的采集过程是把光转化为电信号；首先，光通过镜头进入sensor，有 sensor 里的 photodiode(光电二极管)转化为电压电流，然后经过 AMP（？）放大，再有 ADC(?)转化为数字信号；5 / W- / I H y2 图像处理模块 ：该过程主要对 sensor 出来的数字信号进行处理
6、，称 ISP，image signal process主要包括：lens shading ; Gamma correction;color interpolation;contrast;saturation;AE;AWB;color correction;bad pixel correction 等双向三线的同步串行总线+ g9 a$ I( ! _SCCB 是 OmnVision 公司开发的一种双向三线的同步串行总线，引线接口有使能线 SCCBE，是串行时钟信号总线 SIOC，串行数据信号总线 SIOD。SCCB 控制总线功能的实现完全是依靠 SCCE、SIO_C、SIO_D 三条总线上电平的
7、状态以及三者之间的相互配合实现的。控制总线规定的条件如下：当 SCCE 有高电平变到低电平时，数据传输开始。当SCCE 有低电平转化为高电平时，数据传输结束。为了避免传送无用的信息位，分别在传输开始之前、传输结束之后将 SIO_D 设置为高电平。在数据传输期间，SCCE 始终保持低电平，SIO_D 上数据的传输受 SIO_C 的控制。当 SIO_C 为低电平时，SIO_D 上数据有效，SIO_D 为稳定数据状态，SIO_C 每出现一正脉冲，将传送一位数据。SCCBE 低电平有效，如果将其接地，那么 SIOC，SIOD 的工作方式十分类似于 I2C 总线。与 I2C 总线一样，在 SCCB 总线
8、中主设备发送一个字节后，从设备需要将数据线 SIOD 拉低作为应答信号(ACK)返回给主设备，才能表示发送成功。值得注意的是由于 CMOS 器件所能承受的灌电流（外部电流通过芯片引脚向芯片内流入称为灌电流（被灌入） ）很低，所以接至时钟线 SIOC、数据线SIOD 的上拉电阻阻值应在 35 k 之间，并且对于主设备发送参数完毕后，需立即释放数据线 SIOD 以保证其处于悬空状态，即主设备在送完一个字节后立即执行一条指令，使数据线 SIOD 发出读取信号的操作。 K0 O/ . |8 4 A& b/ d+ w9 u: O& m3 m6 : - j! Q主要结构LENS：CAMERA 的成像关键在
9、于 SENSOR，为了扩大 CCD 的采光率必须扩大单一象素的受光面积，在提高采光率的同时会导致画面质量下降。LENS 就是相当于在 SENSOR 前面增加一副眼镜，SENSOR 的采光率就不是由 SENSOR 的开口面积决定而是由 LENS 的表面积决定。摄像头镜头由透镜结构组成，镜头主要决定画面清晰度（画面清透度、光线、远近景）、图像显示范围、画面处理速度，同时影响硬件支持的最高像素。 摄像头镜头品质差异主要取决于镜头的材质和处理工艺。诺基亚部分手机就常自称是通过卡尔蔡司认证的镜头，有兴趣的朋友可以自己去查，下面只讲两个主要衡量指标：材质：镜头从材质上分塑胶透镜（P）和玻璃透镜（G）两种，
10、可以通过多种组合方式形成最后的镜头，常见的组合有：1P、2P、1G1P、1G2P 、 2G2P、2G3P、4G 、5G（2P 就是 2 片塑胶，2G2P 就是 2 片玻璃 2 片塑胶，其它的类似）。透镜越多成像效果越好；玻璃透镜比塑胶的效果好，价格也更贵；加了镀膜玻璃的则更好，可以增加通光量，减少反光，使成像清晰，画质明亮鲜艳。透光度（光圈系数）：透光度越强成像效果越好，透光度有标准衡量数值：f1，f1.4 ，f2，f2.8，f4， f5.6，f8，f11 等，数值越低越好 。$ d9 D, X6 ?4 B M感光层 SENSOR（图象传感器）4 h* Z( q4 r P+ _8 J与传统相机
11、相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码摄像头的“胶卷”就是其成像感光器件，是数码拍摄的心脏。感光器是摄像头的核心，也是最关键的技术。( , E3 D; z1 e% h90 年代制造出百万像素之高分辨率 CCD，此时 CCD 的发展更是突飞猛进，算一算 CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入 90 年代中期后，CCD 技术得到了迅猛发展，同时，CCD 的单位面积也越来越小。但为了在 CCD 面积减小的同时提高图像的成像质量，SONY 与 1989 年开发出了 SUPER HAD CCD，这种新的感光器件是在 CCD 面积减小的情况下，依靠 CCD 组件内部放大器的放大倍率提升成
12、像质量。以后相继出现了 NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术（专为 SONY F828 所应用）。而富士数码相机则采用了超级 CCD（Super CCD）、Super CCD SR。对于 CMOS 来说，具有便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向。目前，在 CANON 等公司的不断努力下，新的 CMOS 器件不断推陈出新，高动态范围 CMOS 器件已经出现，这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要，使之接近了 CCD 的成像质量。另外由于 CMOS 先天的可塑性，可以做出高像素的大型 CMOS 感光器而成本却
13、不上升多少。相对于 CCD 的停滞不前相比 CMOS 作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件，CMOS 感光器以已经有逐渐取代 CCD 感光器的趋势，并有希望在不久的将来成为主流的感光器。影像感光器件因素对于数码相机来说，影像感光器件成像的因素主要有两个方面：一是感光器件的面积；二是感光器件的色彩深度。感光器件面积越大，成像较大，相同条件下，能记录更多的图像细节，各像素间的干扰也小，成像质量越好。但随着数码相机向时尚小巧化的方向发展，感光器件的面积也只能是越来越小。除了面积之外，感光器件还有一个重要指标，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专
14、业型数码相机的感光器件一般是 24 位的，高档点的采样时是 30 位，而记录时仍然是 24 位，专业型数码相机的成像器件至少是 36 位的，据说已经有了 48 位的 CCD。对于 24 位的器件而言，感光单元能记录的光亮度值最多有 28=256 级，每一种原色用一个 8 位的二进制数字来表示，最多能记录的色彩是 256x256x256约 16,77 万种。对于 36 位的器件而言，感光单元能记录的光亮度值最多有212=4096 级，每一种原色用一个 12 位的二进制数字来表示，最多能记录的色彩是 4096x4096x4096 约 68.7 亿种。举例来说，如果某一被摄体，最亮部位的亮度是最暗部
15、位亮度的 400 倍，用使用 24 位感光器件的数码相机来拍摄的话，如果按低光部位曝光，则凡是亮度高于 256 备的部位，均曝光过度，层次损失，形成亮斑，如果按高光部位来曝光，则某一亮度以下的部位全部曝光不足，如果用使用了 36 位感光器件的专业数码相机，就不会有这样的问题。7 s( O7 J1 S% w! R. z7 N a图像传感器（SENSOR）图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。目前的 SENSOR 类型有两种：CCD（Charge Couple Device)电荷耦合器件，CMOS（Compleme
16、ntary Metal Oxide Semiconductor）互补金属氧化物半导体SENSOR 主要是将穿过滤色层(搞懂这个)的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片（DSP），将影像还原。摄像头图像传感器（SENSOR）将光转化为数字信号，并将信号传送给数字信号处理芯片（DSP）。图像传感器决定产品的画面清晰度（画面清透度、光线、噪点多少）、画面边缘处理能力、弱光成像补偿能力；影响硬件支持的最高像素、画面处理速度。我们常说的摄像头像素也主要由图像传感器决定。目前市面上常见的传感器材质分为 CCD（电荷耦合器件）和 CMOS（互补金属氧化物半导体）两种：% A! k( a4 c4 H& n* wCCD 的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大，但是生产工艺复杂、成本高、功耗高；3 J1 J+ D$ l$ F4 W! ! , qCMOS 的优点是集成度高、功耗低（不到 CCD 的
