一個(gè)手機(jī)，我們從app中打開camera，然后就看到camera的拍攝的景色，然后按下開關(guān)就會(huì)形成一個(gè)靜態(tài)的照片，那么這張照片是怎樣形成的呢？他的整個(gè)過程又是怎樣的？如成像原理如下圖：

　　在成像原理圖中我們看到了從光線進(jìn)入到JPG圖片形成，經(jīng)過鏡頭，光圈，傳感器等等元器件，最后經(jīng)過ISP處理形成了一張漂亮的圖片，而這些小元器件組裝在一起我們就稱作為camera模組。

　　首先我們還是以手機(jī)攝像頭為例，先拿一張手機(jī)camera模組的結(jié)構(gòu)圖（如果你身邊有這樣一顆模組的話，你自己最好拆一顆看看內(nèi)部的構(gòu)造，然后這樣更容易理解）：

　　這個(gè)結(jié)構(gòu)圖中camera模組主要是由鏡頭，sensor，馬達(dá)電機(jī)和一下固定的塑料固件組成。具體結(jié)構(gòu)如下：

　　而這些模組的作用是什么呢？最簡單的說法就是把景物變成如下的圖像Whatasensorsee，而最后這些東西經(jīng)過ISP處理就變成Whatanend-usersee。（順便說一下）而我們的工作就是調(diào)整ISP的處理方式，讓用戶擁有更好的圖片質(zhì)量體驗(yàn)。

　　既然這篇文章是介紹模組的結(jié)構(gòu)的，那么我們就把這顆模組拆開了揉碎了，說一說。

　　一.鏡頭LENS

　　首先我們來說一說最重要的鏡頭，而一個(gè)鏡頭他屬于精密儀器，這個(gè)假如您看過我上一篇文章中的模組廠如何組裝鏡頭的話，您就了解了，一個(gè)好的鏡頭選擇對(duì)于一顆模組來說是多么的重要，鏡頭結(jié)構(gòu)如下圖：

　　而在手機(jī)攝像頭的參數(shù)表中常常體現(xiàn)的是這個(gè)鏡頭是多少P的，在這里一般鏡頭P數(shù)越多，相對(duì)來說鏡頭的shading會(huì)少，但P數(shù)不是越多越好，那么鏡頭的好壞如何決定呢，我們一般會(huì)通過imtest測試解析力，解析力越高越好。查看如下圖：

　　關(guān)于鏡頭，最主要的參數(shù)應(yīng)該是他的焦距，對(duì)于不同焦距有著不同的分類如下：

　　而且不同的焦距提供的視角也是不一樣的如下：

　　二.電機(jī)馬達(dá)

　　接下來我們就倆聊一聊跟我本職工作比較接近的電機(jī)馬達(dá)。有人會(huì)感覺到奇怪，為什么攝像頭上怎么還有馬達(dá)呢？這個(gè)主要是由于人懶。像以前的人們拍照，拍照片的話，拍照的人需要不停的移動(dòng)位置，找到一個(gè)合適的位置，找到圖像的最清晰的點(diǎn)進(jìn)行拍照，而人懶就使用電機(jī)馬達(dá)代替人類不停的移動(dòng)找到最清晰圖片的位置（這個(gè)是自己瞎扯，真正原因是什么去查查歷史就行，哈哈）。言歸正傳，我們首先認(rèn)識(shí)一下這個(gè)電機(jī)馬達(dá)長什么樣？如下圖：

　　我把他剖析出來，您就可以清晰的看到一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，這個(gè)馬達(dá)長得有點(diǎn)怪，如果高中學(xué)過電磁感應(yīng)的話，就會(huì)明白，線圈通電會(huì)產(chǎn)生磁場，流經(jīng)磁場的電流大小可以推動(dòng)如圖中的鏡頭進(jìn)行向前或者向后的移動(dòng)。這就形成一個(gè)簡易的馬達(dá)，這種結(jié)構(gòu)叫做VCM（VoiceCoilActuator/VoiceCoilMoto），這個(gè)過程將電能轉(zhuǎn)換成了機(jī)械能。

　　普遍手機(jī)用的都是這種VCM的電機(jī)控制鏡頭移動(dòng)，而這種馬達(dá)又隨著技術(shù)的進(jìn)步分為了open，closeloop，中置馬達(dá)。關(guān)于open和closeloop的不同：

　　簡單來說，由于馬達(dá)控制鏡頭的移動(dòng)，由于這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程，所以有各種不確定性（例如彈簧彈力，鏡頭重量等等），假如ISP讓鏡頭移動(dòng)到10mm處，但是鏡頭只移動(dòng)到了8mm處或者11mm處，但是ISP不清楚呀，這樣就會(huì)造成問題，呈現(xiàn)在用戶手中的照片是有點(diǎn)虛。為了解決這個(gè)問題，從open馬達(dá)發(fā)展成為了closeloop，如下圖，提供了一個(gè)HallSensor，加了一個(gè)反饋機(jī)制，這樣做有如下好處：

　　1）說移動(dòng)到哪里就移動(dòng)到哪里，更加精確。

　　2）對(duì)于ISP來說依賴更少了，所以對(duì)焦更快，

　　3）同時(shí)電機(jī)更加穩(wěn)定，從而更省電，功耗更小。

　　同時(shí)這樣的成本就高了起來。

　　open和close的系統(tǒng)對(duì)比如下：

　　關(guān)于中置馬達(dá)的問題，

　　就是說一個(gè)簡單的例子，一個(gè)百米賽跑，open和closeloop的馬達(dá)都是從0的位置開始起跑的，而中置馬達(dá)是從50m的位置可以正負(fù)兩個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，那么這樣做的話，最重要的優(yōu)點(diǎn)就是你給camera供電的電壓就更小了，原來可能需要5v，現(xiàn)在只需要+-2.5V就ok了，這樣的話，功耗就更小了,速度更快，成本沒有增加。

　　三.IR濾波片

　　接下來說一下這個(gè)IR濾波片的作用，首先為什么要有這個(gè)東西，沒有他行不行，答案肯定是不行的，你可以想一想，做手機(jī)的往死了扣成本，不會(huì)無緣無故加?xùn)|西的，那么這個(gè)有什么作用呢？主要作用就是濾除紅外光，如下圖可以看出人類的可識(shí)別的光是400~700，而感光元器件（sensor）他的可識(shí)別范圍更廣泛，那么我們最后成像是需要給人來觀看的，所以我們想到只保留人類可識(shí)別的波長的光。這樣找到了一種材料去截?cái)喑^700的光。從下面色卡中的圖像可以清晰看到有或者沒有這個(gè)IR濾波片所拍攝的照片是不一樣的，不加濾波片，多余波長的光會(huì)很影響后續(xù)的ISP的調(diào)試工作。

　　根據(jù)不同的濾光方式分為兩類IRCUTFilter，兩種各有各的優(yōu)缺點(diǎn)如下圖，相對(duì)來說藍(lán)玻璃的效果更好一下，但是成本大概是前者的10倍。

　　另外注意一點(diǎn)：

　　這里都有不同的涂抹材料，IR朝向Lens，AR朝向Sensor：

　　四.Sensor

　　關(guān)于成像特別重要的一個(gè)影響因素就是這個(gè)sensor，不但影響一個(gè)照片的顏色，亮度，還有噪點(diǎn)等等，所以說能夠選擇一個(gè)好的sensor就會(huì)成為你這個(gè)手機(jī)成像的好壞的決定性因素。而關(guān)于sensor，我簡單來說一下，先說一下他的分類CCD和CMOS如圖：

　　電路圖可簡單了解一下，手機(jī)由于他一些成本考慮，一般都使用的是CMOS。CCD和CMOS如下圖：

　　為什么說他是CCD比CMOS的成本高呢？那是因?yàn)镃CD的成品率比較低（由于只要有一個(gè)發(fā)光二極管壞了，由于電路是串聯(lián)，所以那么整個(gè)一排的二極管都要作廢），所以成本高，有點(diǎn)就是曝光比較快（整幀曝光，而CMOS行曝光）。