Из чего состоит камера смартфона?
Как устроена камера смартфона? Просто о сложном
Камера смартфона это очень сложный элемент. Узнаем как же устроена камера современного смартфона?
Если вы думаете, что камера смартфона это простой элемент, делающий снимки, вы ошибаетесь. Даже если вы уверены, что он не так прост как кажется, вы все равно далеки от истины. На самом деле он намного сложнее, чем кажется. Так как же устроена камера современного смартфона?
Как работает камера современного смартфона
- Матрица
- Оптика
- Автофокус
- Система стабилизации изображения
- Датчик баланса белого
- Количество модулей
- Итог
Заблуждения по поводу небольшой сложности камеры во многом обусловлены тем, что времена, когда камера была только в самых дорогих устройствах, давно прошли, и сейчас она есть даже в моделях за несколько тысяч рублей. Конечно, качество снимков таких камер оставляет желать лучшего, но камеры там есть, а значит стоимость самого модуля очень невысокая.
Тем не менее, стоит учесть, что даже самая простая камера не может не иметь в своем составе матрицы из миллионов мельчайших элементов и системы фокусировки с подвижными элементами. А теперь представьте себе размер модуля камеры смартфона и сложность этих подвижных конструкций.
Матрица
Матрица любой камеры, наряду со оптикой, являются основополагающими элементами качества снимка. Для начала разберем из чего состоит именно матрица.
Основной тип матрицы, применяемый в современных устройствах, состоит из светочувствительных элементов, собранных в блоки. Чем больше таких элементов, тем большую четкость снимков может обеспечить камера. Конечно, есть некоторые переменные, которые сводит к нулю ценность большого количества этих элементов. Это может быть низкое качество сборки, плохая оптика или желание сделать матрицу меньше при сохранении на ней светочувствительных элементов.
Стоит отметить, что сами светочувствительные элементы не могут работать без специальных фильтров, нанесенных на поверхность матрицы. Эти фильтры пропускают только красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) цвет. Поэтому система и называется RGB.
Если на элемент не попадает свет определенного цвета, то он попадает на соседний. В этом и заключается принцип определения цвета снимка, так камера и понимает, какого цвета должна быть точка. Собрав несколько миллионов таких точек (мегапикселей) воедино, процессор обрабатывает их и собирает в готовое изображение.
Размер светочувствительной ячейки очень сильно влияет на итоговое качество изображения. Не смотря на то, что размер ячеек выражается в микронах, кажущаяся небольшой разница в несколько десятых микрона является очень существенной – чем больше размер пикселя, тем лучше. Например, матрица ZTE Axon 9 Pro имеет размер пикселя 1,4 микрона и, если у какого-нибудь другого смартфона размер пикселя будет на 0,14 микрона меньше, разница будет уже десятипроцентной.
Также на качество снимка влияет и расстояние между пикселями. Если пиксели будут очень маленькими и “напиханы” очень плотно, камера может иметь сколько угодно мегапикселей, но снимки будут плохими и с большим количеством шумов.
Все это является объяснением, что разрешение в 40 мегапикселей не является самым хорошим вариантом. Если сравнивать такую камеру с 20-мегапиксельной такого же размера, при малейшем снижении уровня освещения 40-мекапиксельная начнет существенно проигрывать.
Оптика
Какой бы хорошей не была матрица, “стекла” могу свести на нет все старания ее создателей. В итоге вы можете получить снимок, который будет иметь большое разрешение, большой размер, но, при этом, никогда не будет четким. Для решения этой проблемы над оптикой работают не меньше, чем над самой матрицей.
Объектив камеры смартфона не зря называется именно так. Это именно объектив, как и в случае с зеркальными камерами, просто очень маленький. В конструкции объектива смартфона применяется несколько линз. Точное число зависит от конкретного производителя, но их может быть 4, 5, 7, 8 и даже больше.
Каждая линза выполняется из специального пластика или такого же специального стекла. Каждая из них собирает пучок света так, чтобы он равномерно попадал на рабочую часть матрицы. Малейшее смещение одной линзы на тысячные доли миллиметра может привести к полной неприемлемости качества снимков.
Важным критерием объектива будет его светосила или диафрагменное число. При выборе смартфона, если вам важна камера, надо выбирать тот, в котором цифра будет меньше, например, f/1,75. Это будет существенно лучше, чем f/2.0, f/2.2 и так далее. Тут все просто — чем меньше значение, тем выше светосила и тем лучше камера снимает при слабом освещении.
Еще одним важным показателем будет фокусное расстояние, но сейчас это уже потеряло актуальность для камер смартфонов. Все современные смартфоны оснащены камерами, которые отлично работают почти на любых расстояниях от объекта съемки. Есть даже модели с несколькими объективами, способными работать по-разному, дополняя функции основной камеры функциями телеобъектива (аналог оптического зума) или, наоборот, давая возможность снимать панорамы.
В большинстве смартфонов снаружи вся конструкция прикрыта сапфировым стеклом или другими его прочными разновидностями. Ведь малейшая царапина на стекле может навсегда лишить камеру возможности делать хорошие снимки.
Автофокус
Из названия функции понятно, за что она отвечает. На заре камеростроения для мобильных устройств они не оснащались автофокусом, это было не так плохо и позволяло фотографировать панорамы или объекты на их фоне, обладая достаточно большой глубиной резкости. Но время идет и надо вводить новые функции.
Так появился основной элемент, позволяющий улучшить снимки. В настоящее время он имеет три основных типа. Первый является контрастным. Суть его работы сводится к поиску оптимального фокуса, чтобы сделать резким все изображение или какую-то его часть, выбранную пользователем. Для такой системы не важно, на каком расстоянии находится объект съемки.
Второй тип автофокуса называется лазерным. Он работает только на небольших дистанциях и совмещается с другими системами для более полного охвата диапазона расстояний. Он способен определять расстояние до объекта и подстраивать под него настройки фокуса.
Третий тип автофокуса называется фазовым. Для его реализации предусмотрены дополнительные датчики, которые позволяют камере получить больше данных для настройки фокуса.
Наиболее продвинутые смартфоны способны на ходу объединять работу разных способов фокусировки и даже обеспечивать непрерывную автофокусировку, подстраиваются под изменение положения объекта.
Система стабилизации изображения
Если не считать программного способа стабилизации, который имеет существенные минусы, так как обрезает картинку и работает в основном только во время работы с видео, есть еще и оптический способ.
Для его реализации камера имеет специальный механизм. Он ориентируется на показания гироскопа и за счет специального привода позволяет менять положение модуля камеры. В итоге, это не удаляет полностью, но компенсирует тряску рук, позволяя сделать видео более плавным, а снимки более четкими даже при относительно низком уровне освещенности.
В наиболее продвинутых смартфонах работа систем объединена. Это позволяет добиться еще большей стабилизации изображения.
Датчик баланса белого
Для более точной цветопередачи и большей естественности снимка камеры оснащаются датчиком цвета.
Любой тип освещения имеет свою цветовую температуру, и,попадая на объект, он отражается по-разному. Человеческий глаз воспринимает это нормально и может подстраиваться, но камере работать с такими изменениями трудно.
Баланс белого можно смещать вручную, но лучше доверить это автоматике, которая сейчас развита настолько, что практически не ошибается и позволяет отказаться от ручных регулировок для большего удобства съемки.
Количество модулей
В наше время смартфоны с одним модулем камеры выпускают только очень уверенные в себе или совсем бюджетные производители. Даже относительно недорогие модели уже оснащаются двумя модулями камеры.
В этом есть масса плюсов. Самый очевидный из них в том, что они могут иметь разные настройки фокусного расстояния. Например, ZTE Axon 9 Pro позволяет снимать не только обычные фото, но и широкоугольные — с углом обзора 130 градусов. Это может очень пригодиться, когда надо сфотографировать большую компанию, крупное здание с небольшого расстояния или панораму природы.
Итог
Как видим, камера современного смартфона не так проста, как кажется. Она состоит из матрицы с десятками миллионов светочувствительных элементов, информация с которых обрабатывается отдельно, нескольких идеально подогнанных друг под друга линз, миниатюрных приводов и датчиков.
Все это делает ее чуть ли не самым сложным элементом смартфона. Но она постоянно развивается, ведь ни для кого не секрет, что при покупке смартфона мы далеко не в последнюю очередь обращаем внимание на то, как он может фотографировать. опубликовано econet.ru
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Как это устроено. Камера в телефоне
Макс Любин
Привет! Камера, а вернее, качество съемки в мобильном телефоне, стало одним из признаков флагмана. Многие производители соревнуются между собой в том, чей аппарат снимает лучше. Модули совершенствуются, обрастают новыми функциями, которые ранее были доступны только в фотоаппаратах, тем самым постепенно вытесняют последние.
На сегодня во флагманских смартфонах применяются камеры, обладающие оптической стабилизацией изображения, высокой светочувствительностью, состоящие из большого количества линз и представляющие собой весьма сложное устройство.
Еще совсем недавно камеры были гораздо скромнее по характеристикам и по размерам. Вот для примера сравнение основной камеры разных поколений смартфонов Samsung. Перед вами камера от Galaxy S3 в сравнении с камерой от Galaxy S7 EDGE.
Первое, что бросается в глаза, – размер. Камера от S7 Edge ощутимо больше. При этом, если сравнить их в толщину, то окажется, что, несмотря на рост длины и ширины, толщина не изменилась, оставшись весьма небольшой.
Толщина модуля – один из самых главных параметров с точки зрения габаритов. Благодаря этому, большинству производителей удается сохранять толщину корпуса небольшой и добиваться того, чтобы глазок камеры не выпирал из корпуса.
Если потрясти телефон, оснащенный камерой с автофокусом, можно услышать характерное дребезжание. Многие принимали это за неисправность и писали об этом на форумах либо шли в магазин, чтобы вернуть телефон, имеющий такую неисправность. На самом деле, это дребезжит блок линз, свободно закрепленный внутри корпуса камеры. Так работают стабилизация и автофокус.
Мне всегда было интересно разобраться, как же устроен такой модуль камеры внутри, как работают эти самые стабилизация и автофокус с точки зрения механики. Чтобы удовлетворить свое любопытство, я купил неисправный модуль камеры от Galaxy S7 Edge и занялся его препарированием.
Для начала еще раз осмотрим его снаружи. Корпус собран из большого количества деталей и подключается к плате широким многоконтактным разъемом.
На шлейфе имеется маркировка, с помощью которой можно отличить подделку от оригинального модуля. В одинаковые модели своих смартфонов, предназначенных для продажи в разных странах, Samsung может ставить как модуль собственного производства, так и модули производства Sony. В данном случае модуль производства Sony. Кроме надписи на шлейфе, на внешнем металлическом кожухе имеется серийный номер камеры, выгравированный мелким шрифтом. Серьезный подход.
Ну что, начинаем вскрывать.
Для начала снимем пластиковый фартук, защищающий модуль. Затем откроем маленький блок на шлейфе, внутри которого располагаются электронные компоненты, являющиеся частью управления питания камеры. Всегда удивляет миниатюрность таких устройств.
Обратите внимание, под кожух со всех сторон уходят контакты.
Снимаем металлический кожух.
Перед нами предстает внутренний пластиковый корпус, который со всех четырех сторон опоясан шлейфом с контактами, которые мы видели, когда рассматривали кожух снаружи.
Внутри находится металлический блок. Интересно, насколько сложно он извлекается. Попробуем его достать.
Удивительно, но внутренний блок линз никак не закреплен и извлекается вообще без сопротивления. Неожиданно.
Отложим извлеченный блок в сторону и заглянем внутрь. А внутри находятся малюсенькие катушки, на которые подается питание. Больше всего это напоминает электромагниты.
Что там еще? А еще в углах корпуса расположены шарики, которые, судя по всему, являются направляющими, по которым катается блок линз.
Впечатляет размер этих шариков. Вот один в сравнении с кончиком обычной зубочистки. А еще, видимо, этот шарик керамический.
Смотрим дальше. На дне корпуса виден фильтр матрицы камеры. Если присмотреться поближе, можно увидеть, что матрица покрыта трещинами. Интересно, что нужно было делать с телефоном, чтобы так повредить матрицу? Его либо очень сильно уронили, либо я даже не знаю.
К матрице мы еще вернемся. Давайте теперь поближе рассмотрим блок линз.
На боковых гранях видны металлические пластинки, которые на деле оказались миниатюрными магнитами. Теперь стало окончательно понятно, каким образом управляется камера. Будучи под напряжением, блок линз висит внутри электромагнитного поля и перемещается внутри корпуса, опираясь на керамические шарики, которые, судя по всему, играют роль не столько салазок, сколько ограничителей.
Конструкция выглядит монолитно. Но нет ничего собранного одним человеком, чего не смог бы разобрать другой человек.
На верхней части есть пластиковые пломбы.
Срезаем их, после чего поддеваем боковые защелки и снимаем еще один кожух. Извлекаем блок линз, который стал еще меньше. Не модуль, а матрешка какая-то.Внутри еще одного слоя корпуса снова обнаруживаем уже знакомые нам шарики. Причем шарики держат не только блок линз, но и еще одну оболочку, на которую этот самый блок опирается. Даа… Тут не только матрешку, но и Кащеев сундук вспомнишь.
Неужели будет еще один корпус в корпусе? Но нет, дальше только блок линз, запрессованный внутри пластиковой тубы.
В рекламе нам обещали шесть линз внутри. На взрыв-схемах также можно было увидеть эти шесть линз. У нас есть возможность проверить правдивость рекламных картинок. Так как туба с линзами неразборная, варварски распотрошим ее.
Внутри и правда оказалось много линз. А если быть точным, те самые шесть, обещанные в рекламе. Одна из линз собрана из двух и не разделяется. Между всеми линзами есть тончайшие прокладки черного цвета. Миниатюрность и сложность конструкции впечатляют.
Расстроило только то, что линзы оказались пластиковыми. Пластик очень нежный, моментально царапается. Я думал, что хотя бы внешняя линза, находящаяся на самом верху, окажется стеклянной. Нет, тоже пластик. Жаль.
А теперь вернемся к матрице. Собственно, размер матрицы и определяет размер всего модуля. Снимаем фильтр и смотрим на матрицу.
Снова миниатюрные, мельчайшие элементы. Обратите внимание на золотые контакты, которые идут от матрицы на плату.
Фото в сравнении с человеческим волосом.
Несмотря на то, что умом понимаешь, что на данный момент технологии находятся на таком уровне, что подобное не должно удивлять, меня это впечатляет. Одно дело – понимать, а совсем другое – видеть собственными глазами. Ведь это все нужно было не только придумать, но и собрать.
Заключение
Вот так изнутри выглядит модуль камеры Samsung Galaxy S7 Edge. Еще одной тайной стало меньше, и еще одним знанием больше. Вряд ли это знание пригодится мне в жизни, например, при ремонте телефонов, так как в домашних условиях починить модуль вряд ли возможно, да и не нужно. Но зато теперь стал лучше понятен принцип работы механизм оптической стабилизации и автофокуса. А еще, это просто интересно. Мне всегда было интересно узнавать, как устроен мир вокруг. И не только как он устроен, но и из чего он состоит. С возрастом это желание не становится меньше, а впечатления от увиденного не становятся тусклее. Узнавая о том, как устроен мир вокруг нас, мы учимся лучше его понимать, но он все равно способен удивлять. Впереди еще масса открытий.
П.С. Ко мне приехал модуль камеры для недавно купленного Galaxy S7 Active, а значит, на днях предстоит приключение по замене этого модуля. Велик риск, но и результат стоит риска.
Из чего состоит камера смартфона?
СмартПульс — держите руку на пульсе высоких технологий! То, что доктор прописал!
Характеристики, тесты, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций и компонентов
Главная -> Информация к размышлению (статьи) -> В кабинете патологоанатома. Вскрытие камеры смартфона.
В кабинете патологоанатома. Вскрытие (разборка) камеры смартфона. Устройство камеры смартфона (мобильного телефона).
Сегодня наш патологоанатом проведет вскрытие фотокамеры смартфона Nokia ( одной из старых моделей). Камера — без автофокуса (с фиксированным фокусом). Её разрешение было 1.3 мегапикселя.
Цель нашего «вскрытия» — изучить, как устроена камера мобильного телефона (смартфона). Любопытно посмотреть, а что у неё там внутри?
Так выглядит наша камера до разборки:
(увеличение этой и последующих фотографий — кликом мыши по ним)
На снимке видна сама камера в металлическом держателе, а также шлейф для соединения с материнской платой телефона.
Так выглядит камера в крупном масштабе:
Переднее окошко имеет голубоватый оттенок. Это — эффект нанесенного на него антибликового покрытия («просветление» оптики).
Камера без металлического держателя (снят, он был просто на защелках):
Осмотр показал, что верхняя часть камеры (где оптическая система) просто приклеена к нижней части (где матрица).
Аккуратно иголочкой поддеваем верх и отрываем его.
В результате видим матрицу фотокамеры мобильника:
Сама матрица как таковая — в центре, она темно-серого цвета. По краям на голубом фоне — её электронная «обвязка». По углам видны пятна от «ножек» оптической системы, которыми последняя упиралась в матрицу. Что это за «ножки» — смотрите на следующей фотографии.
На следующем снимке — оптическая система камеры в своем корпусе, вид снизу (т.е. со стороны матрицы). На снимке видно кольцо из матового пластика с «ножками», которыми система и упиралась в матрицу:
На только что приведенном снимке виден розовый оттенок отражения в линзе. Это тоже результат действия антибликового покрытия.
Теперь с помощью иголки и грубой физической силы выковыриваем блок с линзами из корпуса. И видим вот такую картину:
В корпусе мы видим пружину, которая поджимала линзовый блок к матрице. Это необходимо для фиксации взаимного расположения матрицы и линз, чтобы не портилась фокусировка.
В блоке линз самая верхняя на снимке линза — асферическая. Её выпуклость к краям линзы уменьшается. Такие линзы применяются для компенсации «сферических аберраций», создаваемых другими линзами. «Сферические аберрации» создают как геометрические искажения («подушка» или «бочка»), так и приводят к потере четкости изображения.
Линзовый блок состоит из нескольких линз и диафрагм. Все линзы и диафрагмы в этом микроскопическом блоке склеены между собой и образуют единый массив. Но мы попробуем эту конструкцию разъединить, насколько это возможно.
Сначала отковыриваем асферическую линзу. Под ней обнаруживается диафрагма с прямоугольным окошком:
Диафрагма легко поддалась отковыриванию, она представлена на следующем снимке. Её назначение — «отрезать» тот световой поток, который выходит за пределы кадра. Этот световой поток только создавал бы излишнюю паразитную засветку безо всякой пользы.
А с передней стороны (обращенной к объекту съемки) объектив выглядит так:
На этом снимке видно, что «начинается» объектив с кольцеобразной диафрагмы. Назначение этой (и следующей) диафрагмы — повышение четкости снимка и увеличение глубины резкости (что особенно важно для камер с фиксированным фокусом).
Сняв эту диафрагму, видим, что в глубине объектива между двумя линзами находится еще одна диафрагма (см. следующий снимок). Однако же, склеена эта конструкция из двух линз и диафрагмы оказалась настолько прочно, что разъединить их оказалось невозможно. Посему на этом этапе разборку завершаем.
А вот так выглядит эта неразборная конструкция сбоку (следующее фото). Толстое «бревно» слева внизу — это швейная игла, с помощью которой я удерживаю эту часть объектива в наклонном положении в момент фотографирования. Эту же иглу я использовал для разборки камеры.
Подведем итоги нашего патологоанатомического вскрытия.
Вскрытие показало, что, несмотря на миниатюрные размеры камеры «мобильника», она имеет очень сложное устройство. Объектив камеры — не просто «линзочка», а 6-элементная сложная конструкция. Она состоит из 3-х линз и 3-х диафрагм. Причем одна из линз — асферическая.
Все линзы в объективе камеры смартфона — пластиковые, хотя и сделаны, само собой, из очень качественного оптического пластика. Если бы они были стеклянными, то цена камеры просто зашкаливала бы.
Если объектив камеры сделан не как наш, а по «упрощенной» схеме, то на снимках может появиться целый «букет» искажений: сферические аберрации, хроматические аберрации, цветовое виньетирование, потеря резкости на краях снимка и еще некоторые другие.
Устройство камеры может быть и более сложным, чем описано в данном материале, если камера имеет автофокус или оптический зум.
Дополнительно о построении объективов можно прочесть в этой подробной и интересной статье (внешняя ссылка).
Другие статьи цикла «Как устроен смартфон» :
Как устроена камера телефона?
Автор : Валерий Якубин
Время чтения: 2,5 минуты
Содержание
 |
Матрица |
| |
Оптическая система |
| |
Система автоматической фокусировки |
| |
Стабилизация и баланс белого |
| |
Выход из строя и ремонт |
Камера любого современного смартфона – сложное устройство, состоящее из множества компонентов. Даже самые дешевые телефоны имеют встроенную камеру, которая содержит матрицу, систему фокусировки и огромное количество подвижных элементов, необходимых для получения качественных изображений. При этом все компоненты помещены в небольшой камерный блок, установленный в компактный корпус смартфона.
В основу устройства камер был положен принцип функционирования человеческого глаза. Рассмотрим основные составные части камеры, от которых напрямую зависит качество снимков.
Матрица
Это основополагающий компонент, который содержит огромное количество светочувствительных частиц. Четкость получаемых изображений обусловлена их количеством. Однако, некоторые производители стремятся снизить себестоимость камеры для своих устройств, устанавливая некачественную оптику или уменьшая габариты матрицы.
Все светочувствительные частицы собраны в блоки. Они воспринимают только 3 цвета: красный, синий и зеленый. С этой целью на поверхности матрицы устанавливают специальные фильтры, пропускающие волны определенной длины (одного из указанных выше цветов).
Каждый элемент соответствует точке. Несколько точек образуют изображение. Фильтры позволяют определить цвет точки. Дальнейшая обработка изображения выполняется специальным микроконтроллером.
На качество итоговой картинки влияет как количество светочувствительных элементов, так и их размер. Чем больше размер точки, тем меньше вероятность возникновения так называемых «шумов ». Они проявляются во время съемки в условиях плохой освещенности и в темное время суток. Такой параметр, как количество мегапикселей, характеризует количество светочувствительных элементов. Например, 12 Мп соответствует 12 млн точек, воспринимающих свет.
Одним из важных параметров, влияющих на качество снимков, является расстояние между пикселями.
Чем более плотно установлены светочувствительные элементы, тем ниже качество получаемых фото и больше «шумов » на снимках. Поэтому, число мегапикселей – далеко не самый важный критерий, по которому выбирают камеру.
Оптическая система
Четкость снимков зависит от качества используемой оптики (линз ). Объектив является одной из самых сложных систем камеры. Он предназначен для формирования оптического изображения, которое впоследствии преобразуется матрицей и микропроцессором. К объективу предъявляют серьезные требования, поскольку малейшие отклонения от установленных размеров приводят к серьезным искажениям получаемых изображений. Он может состоять из различного числа линз (как правило, от 4 до 8, в некоторых случаях – большее 8).
Основным параметром объектива является диафрагменное число, которое характеризует светосилу, то есть способность камеры делать четкие снимки в условиях плохой освещенности. В старых и бюджетных смартфонах устанавливают объективы с диафрагменным числом равным f/2.0 и даже f/2.2. Это очень слабые показатели. Такие камеры практически непригодны для съемок в темных помещениях. Следует выбирать устройства с f/1.75 и менее (чем меньше, тем лучше).
Качество снимком резко снижается при наличии даже небольшого дефекта на объективе, например, мелкой царапины. В целях защиты, производители качественных смартфонов устанавливают защитные сапфировые стекла.
Система автоматической фокусировки
В старых телефонах и смартфонах данная функция отсутствовала. Автофокус позволяет установить фокус и сделать более резким все изображение или определенную часть (фокусировка на определенный объект).
Существует три типа автофокуса:
Контрастный — система поиска оптимального фокуса на всю обозримую картину или определенную часть изображения.
Лазерный – система определения расстояния до объекта для оптимальной фокусировки. Дополняет функционал других систем фокусировки.
Фазовый – настройка фокуса за счет информации, получаемой с дополнительных датчиков камеры.
Камеры современных смартфонов комбинирую перечисленные типы автофокуса для получения качественных снимков с высокой резкостью.
Стабилизация и баланс белого
Благодаря специальному механизму, ориентирующемуся на показатели гироскопа, некоторые современные камеры способны менять положение своего модуля, за счет чего выполняется компенсация тряски рук во время создания снимков в движении. Для видеосъемки обычно используется механизм программной стабилизации. Самые продвинутые устройства комбинируют программный алгоритм с механикой.
На качество снимков влияет степень освещенности.
Например, снимки, сделанные в ясную погоду на улице и в темном помещении, могут иметь различное качество. Для настройки восприятия объектов в зависимости от степени освещенности камеры содержат дополнительный датчик.
Выход из строя и ремонт
Как видно, камеры телефонов содержат огромное количество составных частей. Выход из строя любого модуля может стать причиной существенного ухудшения качества получаемых снимков.
Основные признаки поломки камеры:
Отсутствие части или всего изображения;
Появление сильных «шумов » матрицы;
Выход из строя датчиков освещенности;
Не работает система автофокусировки;
Искаженное восприятие цветов и прочие.
Из-за сложности и миниатюрности компонентов камеры, зачастую при выходе из строя производят их замену. Иногда имеющиеся проблемы имеют только программный характер. Точную причину сможет установить только опытный специалист после проведения тщательной диагностики.
ЧТО ВНУТРИ камеры смартфона?
Автор Вячеслав Питель · 12:55 10.11.2018
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Uspei.com. Это камера смартфона и она меньше ногтя… при этом у нее есть диафрагма, линзы, матрица и очень…много…пикселей… вот тут, например, их 13 миллионов. ТРИНАДЦАТЬ МИЛЛИОНОВ точек, втиснутых в площадь меньше подушечки пальца.
В этом обзоре я расскажу, как все это работает над созданием качественных фото, за что отвечают разные характеристики модулей и почему много мегапикселей — это не всегда хорошо.
Итак, из чего состоит камеры смартфона? Что находится внутри этих маленьких квадратиков? Несмотря на внешнюю простоту, там упаковано целое множество компонентов. Главные из них – объектив и матрица.
Как работает такая связка все мы приблизительно понимаем, воображая, например, вот такую камеру: внутри объектива находится множество линз, которые направляют световой поток на матрицу, а та уже создает изображение.
Объектив
А теперь представляем, что все это нужно уменьшить до вот такого размера… Вот как выглядит эта миниатюра. Объектив смартфона тоже состоит из множества линз, а их диаметр исчисляется миллиметрами. Они настолько крохотные, что их тяжело захватить даже пинцетом.
Если мы говорим о хороших камерах, то в основном у них около 6 таких линз и все они отличаются формой и размером. Зачем столько? Такое количество необходимо, чтобы устранять разного рода аберрации оптической системы или проще говоря искажения картинки, которые возникают, когда лучи отклоняются от нужного направления.
Очень важно, чтобы линзы были качественные, иначе изображение может быть замыленным или испорчено артефактами. Именно поэтому производители часто акцентируют внимание на стеклах.
Диафрагма
Количество света, которое попадает в оптическую систему объектива определяет диафрагма. Это перегородка с отверстием определенного диаметра и чем оно больше, тем больше света получает камера и тем лучше у нее выходят ночные снимки.
Хотя это и не единственный показатель, играющий роль. Узнать светосилу объектива можно по диафрагменному числу, чем оно меньше, тем больше отверстие, пропускающее свет.
Но диафрагма влияет не только на количество света. Например, она уменьшает вышеупомянутые аберрации, потому что не дает лучам попадать на края линз, где наибольшая кривизна, а наоборот, концентрирует пучок в центральную часть.
Это одна из причин, по которой так тяжело увеличивать значение светосилы в смартфонах, хотя, казалось бы, возьми и просто сделай глазок больше. По этой же причине много света не всегда хорошо, например, при съемке днем, под ярким солнцем.
Решается это разными способами, в том числе и до изменяемой диафрагмы дошли. Если смартфон определяет, что для его f/1.5 света многовато, то он закрывает шторку до значения f/2.4.
Итак, мы разобрали первую составляющую крохотной камеры смартфона – объектив. Второй, более важной ее частью, является матрица.
Матрица
Какими бы классными не были линзы и сколько бы много света не проходило через диафрагму, именно матрица по большей части определяет качество снимка. Вот она.
На этом крошечном прямоугольнике собраны миллионы светочувствительных элементов, которые накрыты фильтром одного из первичных цветов: красного, зеленого, синего. Таким образом на каждый элемент попадает только часть цветовой информации.
Дальше система объединяет эту информацию и формирует пиксель. 13 миллионов таких точек дают разрешение фото в 13 мегапикселей и чем их больше, тем выше детализация снимка.
Но гнаться за разрешением не стоит, потому что это далеко не главный фактор, определяющий качество. Сами понимаете, размеры сенсора в смартфоне ограничены, поэтому часто для увеличения разрешения приходится уменьшать сами пиксели и размещать их очень близко друг к другу.
Из за этого они, во-первых, становятся менее чувствительны к свету, а во-вторых плохо влияют друг на друга, создают наводки и цифровой шум. Отсюда можно сделать еще один вывод: чем больше размер матрицы и пикселей, тем лучше.
Вот одна из важнейших характеристик камеры смартфона. В совокупности с открытой диафрагмой, хорошими линзами, и продуманным ПО это и позволяет получать отличные фотографии на модуль размером с ноготь. На сегодня все!
