【科普】手机摄像头传感器解析

记得当年手机刚有摄像头的时候，可把小编激动坏了，因为在那个时候，对于手机能拍照这个事想都没有想过，直到现在，手机摄像头的像素越来越高，画质也越来越来好，有些甚至还加入了像单反相机一样的光学防抖和光学变焦，那么那颗小小的摄像头都是些什么构造呢？

摄像头传感器

我们都知道，无论是手机还是相机决定其成像质量最为重要的一部分就属于感光元件了，感光元件主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传感器。

其中CCD成像质量好，但是制造工艺复杂，能够生产的厂家也比较少，价格也相对来说比较高（物以稀为贵嘛），并且功耗也很高，因此，不适合在移动设备上使用。

而CMOS传感器耗电低，但是画质水平比不上CCD，不过随着技术的提高，COMS的画质已经逐步赶上了CCD，另外，在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，所以目前市面上的手机摄像头都采用CMOS传感器。

通常CMOS传感器又会分为：背照式CMOS传感器和堆栈式CMOS传感器。

所谓背照式CMOS传感器其实是与传统正照式CMOS传感器相对的。简单来说就是将光电二极管和布线层进行对调（如上图），从而让光线首先进入感光电二极管，从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。像我们所熟知的iPhone 4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i都是搭载的这类传感器。

而堆栈式CMOS传感器则是背照式CMOS传感器的衍生产物，它是目前手机摄像头中应用最广泛的一种，也是最先进的一种，属于索尼的独家技术。

堆栈式CMOS传感器使用有信号处理电路的芯片替代了原来背照CMOS图像传感器的支持基板，在芯片上重叠形成背照CMOS元件的像素部分（上图：①+②=③），从而实现了在较小的芯片尺寸上形成大量像素点的工艺。由于像素部分和电路部分分别独立，因此像素部分可针对高画质优化，电路部分可针对高性能优化。

最后小编想说的是，感光元件只是手机摄像头组成中不可或缺的一部分，但不是一款手机成像质量的决定性因素，这其中还包括厂商通过软件对硬件的优化调校，使其让人感觉最好的效果（这个涉及到不同人的感受，这要看厂家对产品的定位人群了），这也是目前各家厂商在手机摄像画质方面效果差异最大的决定性因素之一，

下面是关于手机摄像头的几个常见问题。

相机镜头为什么是圆的？里面的光感元件明明是方的。

这一方面是因为圆形可以达到最大的成像面积；另一方面，它有很多的光学上的优点，例如说圆形的侧面可以减少光线的反射；而且，圆形的镜片研磨起来比较方便，组装可以做得更精确，也容易做各种微调。

最重要的也还是在机械结构上：包括对焦、变焦什么的精细调节，用螺旋推进自然最方便，而且圆形镜片的旋转并不会导致成像的损失（如果是长方形的镜片，则，转个90°，3*2的长方形照片就被裁成了2*2的正方形），方便各种调节机构的设置。

中大画幅的镜头需要配合不同尺寸的胶片/感光元件，尽可能最大化自然也是最节约材料的做法（异形镜片，例如说眼镜片，其实都是由圆形镜片裁切而来的，对于镜头来说，裁掉对于成像没有任何帮助，反而换个底片可能就成像范围就不够了，典型的吃力不讨好）。

手指放在手机摄像头和闪光灯前检测心率的应用是什么原理？

用高光（摄像头旁的 LED 闪光灯，或者其他足够亮的光源也可）照亮指尖皮下毛细血管，当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时，亮度（红色的深度）会有轻微变化，通过摄像头监测这一有规律变化的间隔，即可算出心跳了。