手机摄像头主要有哪几个部件组成的？

首先来看看网络摄像头的基本工作原理：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模拟信号）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，通过显示器就可以看到图像了。

透过上述流程可以了解到，网络摄像头的基本架构主要由3个主要部件构成：镜头（LENS），图像传感器（CMOS SENSOR）和数字信号处理器(DSP)。

（1）镜头简析

网络摄像头的镜头大多由外部的金属“套筒”+内部的多层镜片组成。镜头的透镜结构，由几片透镜组成，有塑胶透镜或玻璃透镜。通常PC camera用的镜头构造有：1G1P、1G2P、2G2P、4G等，部分产品使用了5G镜头。透镜层次越多，成本越高。

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另外，关于塑胶/树脂镜头与玻璃镜头的优劣问题，在数码相机领域争论已久，从现在的技术角度来看，很难说两者孰优孰劣。不过，当应用在网络摄像头产品上时，就是抗“老化”（例如变色），玻璃镜头因环境因素而“老化”的几率和速度都要小很多，即可以更长久的保证视频的质量。

（2）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。

图像传感器可以分为两类：

1、CCD：电荷耦合器件。CCD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。在网络摄像头产品上，很少采用CCD图像传感器。

2、CMOS：互补金属氧化物半导体。CMOS的优点是集成度高，功耗较低、成本低，对光源要求高。

国内网络摄像头产品的传感器大多来自Micron（美光）和OV（Omni Vision）等品牌。

3、数字信号处理芯片 （DSP）

数字信号处理芯片DSP是网络摄像头的大脑，效果相当于计算机里的CPU，他的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备，是网络摄像头的核心设备。

在目前国内市场上的网络摄像头产品，绝大部分使用的都是中星微和松翰的主控芯片。

机当中的图像传感器和其他的电子零件一样，用的也是半导体材料手机中的传感器是指手机上的那些能够通过芯片来感应的元器件，如反应距离值、光线值、温度值、亮度值和压力值等。和所有的电子元件一样，这些传感器都在越变越小，性能越来越强，同时成本也越来越低。通过传感器采集的各种数据，经由手机的程序软件分析计算，生成了各种应用。如今的手机，已经在我们的社交、金融支付、运动监测、娱乐、学习等各方面提供了极其便利的功能。今天，我们来为您扒一扒手机中的各种传感器一、温度传感器 （Temperature sensor）原理：温度传感器 temperature transducer，利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。用途：监测手机内部以及电池的温度许多智能手机都配置有温度传感器，有的还不止一个。区别就在于它们的目的是监测手机内部以及电池的温度。如果发现某一部件温度过高，手机就会关机，防止手机损坏。 扩展功能方面，温度传感器也能检测外界空气中的温度变化，甚至是用户当前的体温。当今智能手机的技术水平快速更新，很大程度来源于手机中的传感器技术的创新突破，利用基础传感器的集成应用和软件支持，手机研发人员开发出了许多酷炫的手机功能二、加速度传感器（Acceleration sensor）原理：与重力传感器相同，也是压电效应，通过三个维度确定加速度方向，但功耗更小，但精度低。用途：计步、手机摆放位置朝向角度。加速度传感器的概念和重力传感器略微有些重叠，但事实上却又不一样。加速度传感器是多个维度测算的，是指x、y、z三个方向上的加速度值，主要测算一些瞬时加速或减速的动作。比如测量手机的运动速度和方向，当用户拿着手机运动时，会出现上下摆动的情况，这样可以检测出加速度在某个方向上来回改变，通过检测这个来回改变的次数，可以计算出步数。在游戏里能通过加速度传感器触发特殊指令。日常应用中的一些甩动切歌、翻转静音等也都用到了这枚传感器。加速度传感器功耗小但精度低。通常运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。加速度传感器的概念和重力传感器略微有些重叠，但事实上却又不一样。加速度传感器是多个维度测算的，是指x、y、z三个方向上的加速度值，主要测算一些瞬时加速或减速的动作。比如测量手机的运动速度和方向，当用户拿着手机运动时，会出现上下摆动的情况，这样可以检测出加速度在某个方向上来回改变，通过检测这个来回改变的次数，可以计算出步数。在游戏里能通过加速度传感器触发特殊指令。日常应用中的一些甩动切歌、翻转静音等也都用到了这枚传感器。加速度传感器功耗小但精度低。通常运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。三、重力传感器（G-Sensor）原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。用途：手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏（如滚钢珠）。透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起，透过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平的方向。运用在手机中时，可用来切换横屏与直屏方向。在一些游戏中也可以通过重力传感器来实现更丰富的交互控制，比如平衡球、赛车游戏等。

目前，手机前置摄像头的像素都已经达到3000万了，把手机前置摄像头当镜子用，效果却并不理想。那么镜子有像素吗？为什么手机摄像头不如镜子？

镜子只能反射光线，没有像素的概念

镜子反射的光到达人的眼睛，我们才能看到镜子中的画面，也就是周围物体的影像。而镜子并不能完全反射周围物体的光线，部分光子会被镜子吸收。因此经过镜子反射后的画面相对于人眼直接看到的画面存在画质损失。镜子中的画面清不清晰与人的视力有关。要讨论也只能讨论人眼的像素。

什么是像素？

像素只针对数码相机以及数字图像而言。比如胶卷相机就没有像素这个概念，因为胶卷相机所成的像是模拟图像。世界的真实影像都是模拟的，或者说是连续的。计算机出现后，我们需要对模拟化的图像进行数字化处理，便出现了像素这个概念。因为计算机只能处理离散化的数据。对于模拟图像，理论上包含无限多个像素点。

数字化的图像又分为矢量图和位图。矢量图无论放多大都不会失真，而位图放到最大之后就能看见像素点了。

位图也叫做点阵图像或者栅格图像，是由被称为像素的若干个点组成的图像，通常是矩形点阵。像素是不可分割的最小图像单位。像素点可以理解为采样点，采样点越多，图片还原度越高。

一个图像包含的像素点越多，图片越清晰。对于图片的清晰度，我们用分辨率来描述。通常数字化的图像都采用的是矩形点阵，因此我们用该矩形在纵横方向上像素点的数量之积来描述分辨率大小。

通常我们所说的某某图像的像素多大，就是指该图像的分辨率。比如一张1080p的图像，它的分辨率为1920×1080像素， 包含2073600个像素点，也就是207万像素分辨率。分辨率越高的图像，文件体积也就越大。值得一提，并不是分辨率越高，图像就越清晰，还与其它因素有。

手机摄像头的像素

手机摄像头中最关键的部分便是图像传感器，目前手机摄像头采用的是CMOS（互补式金氧半导体元件）图像传感器，它是一块半导体集成电路。CMOS中利用光电二极管做感光元件，利用彩色滤光片分离出红绿蓝三种光学信号。随着技术的发展，手机摄像头中的图像传感器的集成度越来越高，像素自然也就水涨船高。

手机摄像头记录的是数字图像，目前手机摄像头的像素已经达到了1亿。这里的像素是指该摄像头的最大像素。不过由于手机摄像头中的CMOS尺寸比较小，手机摄像头的分辨率虽然很高，但是单个感光像素的尺寸却很小，感光性能不佳。为了尽量弥补这一缺陷，许多手机厂商采用软硬结合的方法，发明了像素四合一技术。因此并不是摄像头的像素越高，拍出来的画质就越好。

未来，随着手机图像传感器的集成度越来越高，手机摄像头的像素可能会再创巅峰，几亿像素都不在话下。

人眼的像素有多大？

人眼中的视网膜就好比CMOS图像传感器。人眼和手机摄像头都需要将光信号转变为电信号，只是转变方式不同。视网膜上有负责感知色彩的视锥细胞（700万个）与感知亮度的视杆细胞（1.2亿个）。其中视锥细胞有三种，分别负责感知红绿蓝三种色光。

绝大多数人类无法准确用记忆还原出过往画面中的细节，而相机却可以以文件的形式保存下来。在大多数时候，人眼看到的画面的分辨率都很低。比如你逛商场的时候都是粗略的浏览一遍，只在需要认真观察的时候才会用眼睛采集高分辨率的图像。人脑需要实时处理视觉信息，若画面分辨率太高，大脑负担太大了。只在需要的时候才开启高分辨率功能。而且人类还有一颗聪明的大脑，拥有记忆力，可以根据以往的经验和记忆对画面进行脑补，可以认为是一种基于人工智能的算法优化。

人眼中的画面与手机摄像头的画面不一样，人眼视野中心的分辨率较高，而视野边缘分辨率则较低。不像CMOS图像传感器那样像素密度平均分布。此外，我们所看到的画面是经过大脑处理后的画面，因此很难用像素来衡量。有时候我们觉得很清晰的画面，实际上像素值可能很低。

从人眼的生理结构上来看，人眼的像素大约在700万左右。然而人眼的成像方式与摄像头的成像方式并不完全一样，不能直接等价。根据国外某学者的研究，在视野为120度的情况下，人眼的分辨率大约为5.76亿像素。实际上人眼在某些场景上完全比不上手机摄像头。如果人眼的分辨率真的有5.76亿，在同等距离下，人眼的解析度应该比4000万像素的手机摄像头还高，实际情况却不是这样的。

由此可见，单纯的用像素来描述人眼视力是不科学的，因为这两者之间的成像方式是不同的。

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