相机成像基础

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了相机成像基础。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、引言

在这个内卷的时代,手机厂商也在内卷"影像",每次新品发布,都将影像效果带到一个新的高度。你是否好奇过,手机或者相机是如何记录下我们的幸福时刻的,本篇文章从相机成像基本流程、相机成像原理以及相机构造三部分部分为大家揭秘。

二、相机成像基本流程

光线经过镜头照射在感光元件上,感光元件将接收到的光信号转换为电信号,电信号经过数字化可得到RAW图,RAW图再经过ISP(Image Signal Processor)处理得到YUV图,我们平时使用的多为YUV图,这就是相机成像的基本流程。关于RAW图、YUV图以及ISP的详细内容请参考后续文章,本篇不做过多介绍。

相机成像基础,Camera Sensor,数码相机

三、相机成像原理

相机成像原理大家中学都学过,简单来说就是凸透镜成像,光线经过透镜形成虚像,如下图所示。外部的光线经过镜头照在感光元件上,通过控制镜头的伸缩,可以改变光路,实现更清楚或者更广阔视角的图像。

相机成像基础,Camera Sensor,数码相机

四、相机构造

整个相机模组可以理解为由镜头和传感器两部分组成。镜头负责接收外部的光线,传感器负责将光线转换为电信号,进而转换为CPU可以处理的数字信号。

下图是简易的镜头模组构造,从上到下依次是镜头lens、音圈马达VCM、滤光片IR/蓝玻璃BG、支架Bracket、感光芯片Sensor、印刷电路板PCB、连接器以及SMT搭载元器件。下面介绍镜头lens、音圈马达VCM、滤光片IR/蓝玻璃BG和感光芯片Sensor四部分。

相机成像基础,Camera Sensor,数码相机

4.1 镜头lens

镜头Lens是一个能够接收光信号并汇聚光信号于感光器件上的装置,可以说主要作用就是就是汇聚光线。

4.1.1 Lens的组成

现代镜头为了成本和效果的考虑,不止是一个简单的玻璃透镜,而是由玻璃材质和塑料材质共同完成。玻璃材质比塑料材质成本高,但玻璃材质的透光效果更好。

相机成像基础,Camera Sensor,数码相机

4.1.2 Lens的主要参数

  • 焦距 镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小,视场角大小,景深大小和画面的透视强弱。一般来说对于单片镜头就是镜头中心到焦点的距离,而相机镜头是由多片透镜组合,就要复杂许多。这里焦距就指的是从镜头的中心点到感光元器件(CCD)上所形成的清晰影像之间的距离。

  • 视场角(FOV) 我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。焦距f越大,视场角越小,在感光元件上形成的画面范围越小;反之,焦距f越小,视场角越大,在感光元件上形成的画面范围越大。

  • F值(口径比) F值即指镜头之明亮度(即镜头的透光量)。F=镜头焦距/光圈直径。F值相同,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头口径大。

  • 光圈 光圈是位于镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔,可用来控制通过镜头的光线的多少。

  • 景深 当某一物体聚焦清晰时,从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都相当于是清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。

4.2 音圈马达VCM

VCM(Voice Coil Motor)音圈马达应用在对焦上,也就是AF模组,通过音圈马达可以移动镜头至最佳清晰点。 VCM的原理就是在永久磁场中,利用马达的线圈电流来改变弹簧片的位置,导致lens变焦,使得成像最清晰。

4.3 滤光片

滤光片IR/蓝玻璃BG都是Bayer滤光片的一种,主要作用是获取彩色图片,详细内容请参考上一篇文章"Bayer Pattern(拜耳阵列) "。

4.4 Sensor

感光芯片sensor,可以称为图像传感器,是整个摄像头组中的核心部件。它主要的作用就是将光信号转换为电信号,sensor元器件的优劣直接影响成像效果。现在,各个手机大厂都在sensor传感器上做文章,从最开始的几百万像素到现在主流几千万像素,手机厂在相机上非常"内卷"。

一个专注于“嵌入式知识分享”、“DIY嵌入式产品”的技术开发人员,关注我,一起共创嵌入式联盟。微信公众号:“嵌入式产品侠”文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-755163.html

到了这里,关于相机成像基础的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 相机图像质量研究(1)Camera成像流程介绍

    相机图像质量研究(1)Camera成像流程介绍 相机图像质量研究(2)ISP专用平台调优介绍 相机图像质量研究(3)图像质量测试介绍 相机图像质量研究(4)常见问题总结:光学结构对成像的影响--焦距 相机图像质量研究(5)常见问题总结:光学结构对成像的影响--景深 相机图像质量研究(6)常

    2024年02月16日
    浏览(40)
  • Camera和Image sensor技术基础笔记(5) -- HDR相关技术

            动态范围最早是信号系统的概念,一种信号系统的动态范围定义为:最大的信号不失真的电平和噪声电平的差,在实际场景中,多用分贝(dB)为单位来衡量一个信号系统的动态范围。         以上说法可能有些抽象,来看两个例子。         1. 假设有一个系

    2024年02月12日
    浏览(53)
  • 相机成像基础

    在这个内卷的时代,手机厂商也在内卷\\\"影像\\\",每次新品发布,都将影像效果带到一个新的高度。你是否好奇过,手机或者相机是如何记录下我们的幸福时刻的,本篇文章从相机成像基本流程、相机成像原理以及相机构造三部分部分为大家揭秘。 光线经过镜头照射在感光元件

    2024年02月05日
    浏览(51)
  • 我的NPI项目之Android Camera (二) -- 核心部件之 Camera Sensor

    说到Camera模组,我们比较关心的是用的什么样的sensor? sensor的分辨率多少,sensor的像素多大,sensor是哪家生产的等等一些问题。今天,我们就穿越时间,将sensor的历史扒一扒。 Wikipedia先看一下:history of Camera Camera的历史大体可以分为三大部分 : 核心部件Sensor : Sensor是什么

    2024年02月19日
    浏览(51)
  • camera调试:RK3588如何点亮一个sensor?

    这篇文章讲一下如何点亮一个新的sensor,以在RK3588平台,点亮IMX577为例。 目录 (1)如何才能算点亮一个sensor? (2)SENSOR_TYPE_RAW和SENSOR_TYPE_SOC (3)sensor驱动移植 ①sensor寄存器配置 ②sensor上电时序 ③v4l2_subdev_ops相关回调函数实现 ④V4L2控制 ⑤驱动注册入口函数probe (4)d

    2024年02月20日
    浏览(50)
  • 第1讲 Camera Sensor Driver课程简介

    更多资源: 资源 描述 在线课程 极客笔记在线课程 知识星球 星球名称:深入浅出Android Camera 星球ID: 17296815 Wechat 极客笔记圈 目标: 课程主要帮助大家理解camera sensor基本概念及原理知识,理解高通camera sensor驱动框架,通过学习完本视频课程后,可以掌握高通平台上的sensor

    2024年02月11日
    浏览(45)
  • ADAS-可见光相机之Cmos Image Sensor

    “ 可见光相机在日常生活、工业生产、智能制造等应用有着重要的作用。在ADAS中更是扮演着重要的角色,如tesla model系列全车身10多个相机,不断感知周围世界。本文着重讲解下可见光相机中的CIS(CMOS Image Sensor)。” 光是一种电磁波,自然界的光是由各种波长的电磁波组成,

    2024年02月09日
    浏览(42)
  • 相机成像原理【第一节】

    1、胶片摄影与数码摄影 胶片摄影是把光学镜头的光信号投射到胶片上, 数码摄影是把光学镜头的光信号投射到传感器上,传感器把光信号依次处理为电信号和数字信号,片上计算机再把数字信号进行处理 2、相机的组成 2.1 只有传感器相机的成像 一棵树所有的点发出的光照

    2024年02月12日
    浏览(43)
  • 关于彩色相机的成像过程

    彩色相机成像的原理基于人眼对色彩的感知以及光的三原色理论。下面是一般彩色相机实现彩色成像的主要原理: 感光元件:彩色相机通常使用像素化的感光元件,如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片。这些感光元件由许多微小的光敏元素(像素)组

    2024年02月15日
    浏览(46)
  • 相机成像模型(一)

            如上图所示相机模组由多个元件组成,其中比较重要的元件包括镜头、感光芯片、驱动芯片。镜头的作用是聚集光线,确保良好的成像环境;感光芯片将光信号转换为电信号;驱动芯片则负责信号处理(去噪、白平衡等)与格式转换。         相机的成像过程

    2024年02月08日
    浏览(40)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包