在21世紀初，夏普和當時的日本通訊運營商J-PHONE共同研發了夏普J-SH04。它也被稱為全球第一款擁有拍照功能的手機——夏普J-SH04。隨後，夏普於2003年4月24日發布了全球首款百萬級像素手機J-SH53，一時間風靡全球。
隨著技術的突破和創新，新型攝像頭不斷湧出。從百萬像素的鏡頭到現在的千萬鏡頭僅僅花費了十多年的時間，並且拍攝質量繼續進入新的領域。最有代表性的公司，例如華為，三星，蘋果等，在鏡頭和處理晶片方面取得了飛速發展，新的設計概念繼續應用於實踐。例如，一年前還僅存在於PPT上的三攝、四攝像頭設計，現如今被很多手機廠商用於最新的手機中。
手機相機組成結構
手機攝像頭主要由以下部分組成：PCB板，DSP（用於CCD），傳感器（SENSOR），支架（HOLDER），鏡頭（LENS ASS'Y）。其中，鏡頭（LENS ASS'Y），DSP（用於C，CD）和傳感器（SENSOR）是三個最重要的部分。
PCB板
PCB板分為三種類型：硬板，軟板和軟硬板（如下圖所示）。 CMOS可以使用任何類型的板，但是對於CCD，只能使用軟板和硬板。在這三種類型的板中，軟硬板的價格最高，而硬板的價格最低。
鏡片
鏡頭是影響圖像質量的第二個要素（第一是COMS）。它的組成是一個透鏡結構，由幾個透鏡組成。通常，它可以分為塑料透鏡或玻璃透鏡。當然，所謂的塑料鏡片不是純塑料，而是樹脂鏡片。當然，塑料鏡片的透光率和感光性等光學指標不如鍍膜透鏡。
圖像傳感器
在相機的主要組件中，最重要的是圖像傳感器，因為感光設備對圖像質量的重要性是不言而喻的。
傳感器將從鏡頭傳輸的光轉換為電信號，然後通過內部DA將其轉換為數位訊號。由於傳感器的每個像素只能接收R光或B光或G光，因此此時每個像素都存儲為單色，我們將其稱為RAW DATA數據。為了將每個像素的RAW DATA數據恢復為三原色，需要信號處理器ISP對其進行處理。
與膠片相似，圖像傳感器是起感光記錄作用的組件，擁有CMOS和CCD兩種。 CCD也稱為電荷轉移裝置，排成一排的光電二極體稱為一維線性傳感器，而排成一排的光電二極體稱為二維區域圖像傳感器。
兩種感光元件之間的區別：
CCD圖像質量好，但製造起來比較複雜，耗能也很大。儘管CMOS圖像質量差，但是其驅動電壓低並且製造簡單。
一些製造商在宣傳中會提到「背光」和「 BSI」的概念。實際上，BSI是背照式CMOS的縮寫。背照式CMOS是CMOS的一種類型，它提高了傳統CMOS感光元件的性能。在感光度方面，在夜間和高感光度下拍攝時，成像效果相對較好。
手機攝像頭的成像原理
物體的光進入系統，穿過鏡頭，然後到達圖像傳感器。光子撞擊傳感器以產生可移動電荷，這是內部光電效應，收集可移動電荷以形成電信號。由於處理器無法識別電荷信號，因此需要轉換數位訊號。對於圖像傳感器為COMS的系統，無需添加模數轉換器，對於使用CCD作為圖像傳感器的系統，則需要A/D轉換器。通過放大電路進入微處理器後，數位訊號由DSP數位訊號處理晶片進行存儲和處理，然後傳輸到屏幕以形成類似於物體的圖像。
影響手機攝像頭性能的一些關鍵因素
像素點
一般來說，「 XXX萬像素」實際上是指相機的解析度。其值主要由相機傳感器中的像素數（即最小的感光單位）決定。例如，500萬像素意味著有500個萬像素，而手機屏幕中的像素數決定了屏幕是720p還是1080p解析度，是一樣的道理。
像素決定照片的質量嗎？
通常認為，相機像素越高，實際上所拍攝的照片越清晰。相機像素唯一可以確定的就是所拍攝圖片的解析度。圖片的解析度越高，圖片的尺寸越大，但這並不意味著圖片更清晰。
但是當前的主流手機屏幕是1080p（1920×1080像素），無論是來自1300萬像素相機的4208×3120像素照片還是來自800萬像素相機的3200×2400像素照片。 1080p屏幕的解釋範圍最終將以1920×1080像素顯示，因此肉眼所見的清晰度沒有差異。
高像素的優點是什麼？
高像素相機拍攝的照片尺寸較大。如果要列印照片，則使用300像素/英寸的常規列印標準來計算，1300萬像素相機拍攝的4208×3120像素樣本，它可以列印17英寸的照片，而3200×2400像素樣本列印超過13英寸的照片時，800萬像素相機的像素會模糊。顯然，1300萬像素相機樣張的可列印尺寸更大。
傳感器
由於像素不是決定圖像質量的關鍵因素，所以它是誰？答案是傳感器。
相機傳感器主要有兩種類型：CCD和CMOS。儘管CCD傳感器具有良好的圖像質量，但它們相對昂貴並且不適用於手機。 CMOS傳感器具有較低的功耗，價格和出色的圖像質量，因此在行動裝置領域中使用最為廣泛。
CMOS傳感器分為兩種，即背照式和堆疊式，它們是相同的。這項技術最早是由Sony開發的。索尼的背照式傳感器品牌為「 Exmor R」，而堆疊式傳感器為「 Exmor RS」。
相反，傳感器尺寸越大，光敏性越好，捕獲的光子（圖形信號）越多，信噪比越低，成像效果越好。但是，較大的傳感器會增加手機的尺寸、重量和成本。
背照式傳感器的出現有效地解決了這個問題。在相同尺寸下，它可以將傳感器的靈敏度提高100％，並有效提高低光照環境下的成像質量。
2012年8月，索尼發布了新的堆疊式傳感器（Exmor RS CMOS）。應當注意，這不是與背照式傳感器的進化關係，而是平行關係。堆疊式傳感器的主要優點是像素數保持不變。在變化的環境下，傳感器的尺寸會變小。還可以理解，當背照式傳感器的像素數相同時，堆疊式傳感器的尺寸將更小，從而節省空間並使手機更薄，更輕。
鏡片
鏡頭是一種將傳感器上的拍攝場景成像的設備，相當於相機的「眼睛」。它通常由幾個鏡頭組成。當光信號通過時，透鏡將逐層過濾雜散光（紅外光等）。因此，鏡頭數量越多，成像效果就越真實。
光圈
光圈由鏡頭中的幾個極薄的金屬片組成，通過改變光圈孔的大小，可以控制進入鏡頭進入傳感器的光量。孔徑值通常用f / 2.2和f / 2.4表示。數字越小，光圈越大，兩者成反比。
其工作原理是，光圈越大，通過鏡頭到達傳感器的光越多，成像的圖像越亮，否則圖像越暗。因此，在夜間拍攝或弱光環境下，大光圈的成像優勢更加明顯。
除了控制光量之外，光圈還具有控制景深的功能。在生活中，我們經常看到帶有強烈背景模糊效果的照片，這不僅突出了鏡頭的焦點，而且還具有非常美麗的藝術感，即所謂的景深。光圈越大，景深越小，背景模糊效果越明顯。
寫到最後
看到這裡，似乎你有些看蒙了，我來做一個總結。對於鏡頭來說，儘量選擇鏡片數更多的手機，選如今的旗艦手機多以8P鏡片為主，未來可能會出9P或者10P等；選擇拍照素質好的手機，不能單一的看像素，COMS尺寸是一個重要指標，尺寸越大，成像越優質；作為消費者，我們似乎只能對這兩個指標進行選擇和考量。
手機攝像頭原理解析講解就到這裡，歡迎在文章下方評論，關於攝像頭的所有問題，我都會一一為大家解答。
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