摄像模组来了，这次我将仔细介绍一下Camera相关的知识。
Camera成像原理：景物通过镜头（Lens）生成光学图像信号（optical signal)投射到图像传感器（Image Sensor）表面上，由sensor感光像素点转换为电信号(Electrical Signal) ，经过图像传感器的A/D(数模转换)变为数字图像信号，通过显示屏（Display）成像。
相机按照可以不以光学变焦分为定焦模组和变焦模组，其中变焦模组的代表是P30Pro和Reno 10X的潜望式长焦镜头，这里由于XXX原因，我不能介绍，只能闷声。。。另外一个就是常规使用的定焦模组（焦段固定），为多数手机镜头采用的方式，所以很多时候会调侃手机变焦靠换（镜）头。
为了方便说明，我拿我手中腾龙的变焦镜头来举例
15-30表示焦段，上面的大环是变焦环；下面的小环是调焦环。玻璃片下的是焦距数值，从0.28m-∞ ，代表焦点离镜头的距离。变焦环通过手动调节焦距。从而达到“拉大缩小”的焦距变化。
在定焦模组中，按照是否能自动对焦，分为：FF（固定焦距模组）；AF（自动对焦模组）
为了方便说明，我拿我手中适马的定焦镜头来举例
大拇指所在的地方就是调焦环，玻璃片下的是焦距数值，从0.3m-∞ ，代表焦点离镜头的距离。AF镜头的意思是能通过镜头内的马达自动对焦；而FF镜头的焦距是固定的，不能改变焦距，简单理解就是没有变焦环的定焦镜头。
这里先介绍FF模组。由人工或软件判断以调整镜头组的光线能准确聚焦在 sensor 感光面上，镜头不能保证所有距离的目标物均能得到最清晰成像,仅能平衡在一定距离范围内目标物得到相对清晰的成像(20cm~50cm符合前摄使用距离). 一般以低像素，前置摄像头为主。
这里先将FF摄像模组逐个解析一下：
Lens：即镜片，主要由三种方式作成：1.注塑类lens，通过融化PMMA（亚克力又称聚甲基丙烯酸甲酯，曾经也使用PC材料，但是已经逐步淘汰了）注塑而成 2.模切类lens，通过平面PMMA板材打磨切割而成 3.玻璃类lens，通过加工打磨玻璃镜片制成。
制作工艺类似相机镜头，也有硬化镀膜电镀蚀刻等工序存在，只不过相对来说手机Lens更小的，更难加工而已。
Lens模组详解：
1.barrel: 支撑保护lens同时也是lens整体的遮光材质，避免外部光线影响。
顶部孔径大小决定光学系统入射角同时顶部开孔的阶梯状边缘防止反射产生的杂散光进入系统；使用螺纹结构是为了方便对焦。
2.Lens1-X: 即透镜越多，对于消除像差的能力越强，成像效果越好，但是成本越高。（这点跟单反镜头是一样的，差一点的镜头一般5P，好的旗舰机镜头，比如米9主摄是7P）具体传递到sensor上的光信号的特性均是由Lens组合决定。Lens越好，CMOS上的成像就越好。另一方面，某些特殊Lens能起到消除杂散光和各种像差的作用。
3.Speacer: 即垫圈，按材质可以分为塑胶垫圈和铜垫圈，铜垫圈一般要进行发黑处理，塑胶垫圈孔径处要做消光处理，不然都会影响到内部成像。垫圈起到支撑lens结构，控制各lens间距的作用
4.Press Ring: 塑料材质压力环，将各片lens和iris等部件装入后，压入press ring起到固定lens整体，保护和加强lens结构的作用，同时还有出瞳的作用，控制视场角FOV.（视场对相机成像来说非常关键）
Lens holder:即镜头筒？（我也不知道怎么翻译好）保护和固定镜片用的，塑料结构件，一般是一体注塑而成
COB sensor：Chip On Board，即直接集成在PCB硬板上的CMOS，也就是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体）也，将光学信号转换成电信号，也是整个镜头模组成像最关键的器件。
如果把整个镜头模组类比为无反相机，那么lens+ lens holder可以简单理解为镜头；COB sensor可以简单理解相机机身。
CMOS详解：CMOS是一种半导体芯片，主要原理将光信号转为电信号，通过表面几十万到几百万的光电二极管来实现。光电二极管受到光照时就会产生电荷，通过记录每一个光照光电二极管成像时产生的电荷就能实现记录图像光学信息的功能。
如下图所示CMOS中心矩形彩色区域为感光成像区域，由单个感光单元矩阵排列而成，下图图中从左向右依次做放大说明。
最右侧图片描述了单个感光单元结构，其由上到下依次为Micro Lens—-滤光片—–感光二极管——集成电路。Micro lens 聚光作用，滤光片使单基色通过，感光二极管将光信号转换为电信号，集成电路做放大及A/D转换处理等。
一般像素点滤光片会采用RGGB三基色模式排列，当然最近出了一个鬼才CMOS RYYB，就是将绿像素替换为黄像素达到提升CMOS进光量的作用，但是这么做有个很严重的问题就是色偏（尼康黄）问题，虽然能够通过后期软件修正，但是很容易修正过度从而偏蓝。这个问题在成像盲测中有非常明显的体现，具体可以参加各类XX测评，这里不再赘述。
这里还需要提一个很特殊的滤光片叫：IR滤光片（即Infrared Ray cut-off filter红外截止滤光片）
由于人眼感受的可见光波长为380-770nm之间，CMOS sensor识别的光波长范围为350-1000nm，可以同时接收可见光和红外线。使得生成的图像与人眼所见不一致，因此需要增加IR-Filter，达到滤掉红外线的作用。分为吸收型和反射型
PCB board：相机内部的PCB板材，与CMOS和FPC相连，起连接作用。这部分PCB会比主板的PCB要薄。同时PCB还可以起到减低信号中的白噪声的作用。
FPC board:柔性电路板，Flexible Printed Circuit，起连接作用
连接器：一般是BTB（Board to Board连接器）通过BTB接口与主板上的连接接口相连，组装的时候主需要一按就可以完成摄像头模组与主板的连接，有点类似plug（BTB是手机主要使用的连接器，以后会专门介绍）
主要有FPCB和RFPCB两种方式：
- FPCB：FPC+PCB，2layer+补强板和软板，这种方式结构简单，成本低
- Rigidity Flexible-PCB，4-2-4layer 软硬结合板，这种方式可靠性高，成本高，但是引入噪声最小。
保强板：一块硬质塑料板，主要在BTB连接器背部，起到固定支撑BTB连接器的作用
介绍完了FF模组，这边介绍AF模组
AF镜头模组通过Driver IC来控制VCM 内部线圈的电流来产磁力从而带动lens，来达到自动对焦的效果。微调lens 和sensor 之间的距离使得所需拍照的影像变清晰。有点类单反定焦镜头的调焦环。
具体结构类似FF模组，与FF最大的不同是有一个Actuator模块
Actuator:激励器或者驱动器，一般相机使用VCM音圈马达作为对焦专用马达。这里可以详细介绍一下VCM马达相关的知识。
VCM马达：一般与Lens装配在一起，通过控制Lens上下移动而改变Lens与Sensor的距离，从而实现对焦功能。
1. Yoke 磁铁座:整个制品的安装支撑架。其他部品基本都是围绕Yoke安装的。就像一座房子的房梁
2. Cap 上盖：封闭制品的上部，有的有限制VCM行程的作用
3. Spring（F/B）上下弹簧：通电，加压，使制品符合所需性能。
4. Coil 线圈：受力推动镜座运动，VCM 能动作，力量的作用点就是线圈
5. Magnet磁铁：产生磁场推动线圈。
6. Lens Holder镜座：用于支撑透镜的支座，同时在VCM制品中还起到组装上下弹簧的作用。
7. B-SPRING：基座弹簧，起固定缓冲支撑作用
8. Bottom 下盖：封闭制品下部，支撑镜座
9. Pin焊接脚：VCM 正负引脚，焊接至PCB对应pad，连接driver IC驱动
由于篇幅有限，这里再着重介绍一下OIS光学防抖模组,其他的防抖模式比如四轴防抖，软件防抖就不介绍了：
OIS camera：Optical Image Stabilizer，主要通过lens shift来进行防抖处理，镜头是在x轴与y轴两个横轴之间做平移，并且在平移的过程中与CMOS是保持在同一个水平面的。Lens shift式OIS马达的自动对焦功能由一个AF马达来实现，而OIS功能则由AF马达连同镜头组成的镜头悬浮体相对于图像传感器平移而实现。由于镜头悬浮体的总重量较大，在不同的拍照姿态下，镜头悬浮体会在自身重力的作用下相对于图像传感器产生平移，导致图像模糊！为了解决上述问题，马达内集成了两个霍尔传感元件，用于准确测出镜头悬浮体在X/Y方向上的位置，利用该位置信息结合闭环控制便可将镜头悬浮体的位置锁定，令它只按照实际OIS的要求平移，而不受自身重力和拍照姿态的影响，也免于外界的机械扰动。
简单理解就是：OIS防抖原理是通过在镜片组中增加一个使用磁力悬浮的镜片，利用霍尔元件测出镜头准确位置，当机身发生震动时，能检测到轻微的抖动；通过Drive IC将镜头悬浮体锁死在“正确”的位置，从而控制镜片浮动对抖动进行一定的位移补偿，达到免受外界机械扰动干扰的目的。
图一为稳固情况下的成像，可以看到光线用过透镜后直达CMOS进行成像，光轴稳定，成像良好。
图二为抖动情况下的成像（如手持夜景等情况），由于镜头抖动，光轴偏移，光线无法笔直穿过透镜达到CMOS成像，所以此时拍出的图片非常模糊。
图三为抖动情况下，镜头加装OIS防抖的成像。虽然镜头还是抖动，但是通过霍尔元件计算后，能算出镜头悬浮体的准确位置，发现抖动情况产生时，OIS系统会通过IC驱动补偿镜头，产生会有一个下偏移过程，从而达到修正光路的作用
最近多镜头神教崛起，所以如何将不同功能的摄像头整合到一起就成了技术热门点。
比如小米9就是一体双摄+分体双摄的结合体。中间的镜头为48M主摄，最下面的镜头是12M超广角，这两个镜头通过一体双摄结合在一起（共用PCB基板+FPC+BTB连接器），而最上面的16M长焦镜头通过分体双摄与底部两个摄像头连接在一起。由于三个摄像头共支架，所以在组装的时候是一体的组装的（类似的还有P30Pro中的三摄）这种方式的好处是便于组装，增加生产良率，同时三摄共支架能大幅提高多镜头模组的同轴性。坏处是会增加生产及售后成本。
另一种多镜头模组代表是X27，可以看到主摄和超广角是共支架的，但是长焦镜头是游离主摄支架之外的。这样做虽然能节约成本，但是由于光轴偏移，在长焦与主摄同时工作的情况下，必然对成像效果产生影响。所以需要软件算法进行补偿和修正。但是算法得来的结果始终不如原生的好。
由于篇幅有限，这边其他的技术，诸如外观超级黑，潜望式光学变焦，DECO组装安装，摄像头固化方式，光轴修正等都不再赘述。成像原理相关的，比如快门速度，光圈大小，ISO调节，以及后期软件算法有时间可以写一篇单反相关的文章一起讨论。
有问题的欢迎私信我，我会尽力回答。
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：Lucas
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