camera module

镜头lens

光圈快门

音圈马达VCM

滤光片

image sensor:

摄像头工作原理大致如下

camera作为android系统中庞大的一个模块之一，camera框架包含的知识十分多，作为一名camera工程师，我们不仅要熟悉代码，也要对camera硬件结构有一定的了解，了解camera的成像原理等知识，这对于我们了解整个camera框架有重大意义。

camera module

Camera主要由以下几种器件构成：

镜头lens、光圈快门（图中无标注）滤光片、主板、 sensor、连接器pcb等器件组成。

镜头lens

我么初中物理课上学习光学的第一课--小孔成像，在现实生活中最常见的应用就是camera lens了。

从下图中，我们可以看到camera上所使用的lens实际上也就是一种凸透镜，利用凸透镜折射原理，将来自四面八方的光线集中于一点，避免了光线干扰的问题

焦距也称为焦长，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心到光聚集之焦点的距离。亦是camera中，从镜片光学中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离。从物体不同部分射出的光线，通过镜头之后，聚焦在底片的一个点上，使影像具有清晰的轮廓与真实的质感，这个点就叫焦点（focus）。所谓焦距（focal length），正是从镜头之镜片中间点到光线能清晰聚焦的那一点之间的距离。当lens制作完成之时，焦距也被确定了下来。

光圈快门

对于已经制造好的lens，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。完整的光圈值系列如下：f/1.0，f/1.4，f/2.0，f/2.8，f/4.0，f/5.6，f/8.0，f/11，f/16，f/22，f/32，f/44，f/64。光圈的作用在于决定镜头的进光量，F后面的数值越小，光圈越大，而进光量也就越多；反之，则越小。简单的说，在快门速度（曝光速度）不变的情况下，光圈F数值越小光圈就越大，进光量越多，画面比较亮；光圈F数值越大光圈就越小，画面比较暗。

快门就是打开光圈的时间长短，与光圈相互配合控制lens的进光量。

快门速度越快，光线通过时间越短，画面越暗，越能抓拍瞬间。

快门速度越慢，光线通过时间越长，画面越亮，越能表现过程。

音圈马达VCM

VCM，即电子学里面的音圈电机，是马达的一种，主要原理是利用一个永久磁场，通过改变马达内线圈电流的大小来控制弹片或动子的位置，带动镜头进行运动，从而实现镜头的自动对焦。

VCM与camera模块中的3A算法中AF模块密不可分。

滤光片

IR滤光片的作用是滤除不能被人眼观察到的紫外光和红外光，将不要的光反射出去，去掉杂质防止影响偏色，减少杂散光，其特性对于最终摄像头的成像效果也有着至关重要的作用。

image sensor:

camera用来成像的感光元件叫做image sensor，按照sensor工作原理可分为两类：CMOS和CCD。

CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物半导体

CCD：Charge-coupled Device 电荷耦合元件

CMOS和CCD最显著的差异在于：

CMOS在每一个感光二极管旁都加入了A/D转换，而CCD是在所有感光二极管后有一条总的A/D转换。

对于image sensor来说，如果不是硬件工程师，过于细致的理解其CCD和CMOS工作原理也没有必要。

对于camera驱动工程师来说，可以从模组的datasheet中获得所使用的sensor是哪一类。

摄像头工作原理大致如下

摄像头的工作原理大致为：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， Sensor一般会对获取的数据进行色彩还原度、白平衡、自动曝光、shading、解晰度、对比度等方面进行调整，再通过IO接口传输到终端中处理，通过display就可以看到图像了。

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