讓大家更好瞭解手機的鏡頭
( 分類: 深入認識 | 日期: 2007-11-26 13:47:25 | )
( 本文地址: http://9394mobile.com/page/6/28.htm )
作者：298063251
CCD與CMOS：
縱觀手機攝像頭的發展史，我們不難發現手機鏡頭採用過CCD（電荷藕和）與CMOS（互補金屬氧化物導體）兩種感光元件。不過相比之下，CMOS感光元件更多地應用在普遍手機攝像頭當中，不管是高端手機還是低端手機都不乏CMOS鏡頭感光元件，且採用CMOS感光元件的手機數量眾多、數不勝數，而CCD感光元件則「鳳毛麟角」般出現在極個別的手機中，比如夏普(SHARP)的V903SH與V905SH等機型。
CCD
CMOS
感光元件運作情況
如今的索尼愛立信(Song Ericsson)K858c(K850i)與諾基亞(Nokia)N95，則都與CCD感光元件失之交臂，而採用了 CMOS（互補金屬氧化物導體）感光元件。那麼，索尼愛立信K858c(K850i)與諾基亞N95為什麼都選擇CMOS而不採用CCD呢？這就得從CCD與CMOS感光元件的特性來分析了。
就CCD感光元件而言，它使用一種高感光度的半導體材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經 過壓縮以後由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，並借助於計算機的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。 CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。
而對於CMOS感光元件來說，它和CCD一樣同為在數碼相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS的製造技術和一般計算機芯片沒什麼差別，主要是利用硅 和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N（帶-電）(原文為「帶?電」) 和 P（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點就是太容易出現雜點, 這主要是因為早期的設計使CMOS在處理快速變化的影像時，由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。
此外，CCD的優勢在於成像質量好，但是由於製造工藝複雜，只有少數的廠商能夠掌握，所以導致製造成本居高不下，特別是大 型CCD，價格非常高昂。而CMOS價格則比CCD要便宜許多，但CMOS器件產生的圖像質量相比CCD來說卻要低一些，並容易產生噪點，色彩還原也遜色 於CCD。不過CMOS卻非常省電，不像由二極管所組成的CCD那樣，CMOS的電路幾乎沒有靜態電量的消耗，只有在電路接通時才有電量的消耗，這就使得 CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右。
通過對CCD與CMOS的工作原理和區別之處的初步認識後，我們或許能猜測出索尼愛立信K858c(K850i)與諾基亞N95為什麼沒有採用CCD感光元件的假想原 因，但真正的原因只有索尼愛立信與諾基亞的設計師才知道了。不過從感光元件的製作成本與耗電量來看，K858c(K850i)與N95捨棄CCD而採用CMOS也是情有 可原的，畢竟電池電量對於移動通訊的手機而言是極為重要的。儘管如此，N95的鏡頭也得到了 卡爾蔡司光學標準的認證，而K858c(K850i)的鏡頭則繼承了索尼Cyber-Shot影像手機的設計理念。
官方公佈的數據來看，索尼愛立信K858c(K850i)的鏡頭依然延續了以往的Cyber-shot™設計理念，也或許可以稱之為Cyber-shot™鏡頭；諾基亞N95的鏡頭則與前輩機型N90與N93的鏡頭一樣獲得了卡爾蔡司光學系統的認證，但卻並不能稱之為卡爾蔡司鏡頭。這個鏡頭的身份歸屬在各自的鏡頭附近也都有所註明，比如K858c(K850i)鏡頭附近的「Cyber-shot™」字樣以及N95鏡頭附近的「Carl Zeiss Optics Tessar」字樣。
閃光燈：
索尼愛立信K858c(K850i)與諾基亞N95的鏡頭附近還註明了標識鏡頭具體規格的字樣，比如K858c鏡頭附近的「5.0 Megapixel」字樣與N95鏡頭附近的「2.8/5.6 Autofocus 5 Megapixel」字樣。這在這點上，N95的設計無疑是比K858c更加詳盡而從攝像頭組件來看，N95也似乎有著高度集成的設計風格。不過，K858c(K850i)繼承了Cyber-shot™影像手機的氙氣閃光燈，而N95則只配備了極為普通的閃光燈。所謂氙氣閃光燈， 是一種含有氙氣的新型燈，又稱為高強度放電式氣體燈，氙氣燈是在石英燈管內填充高壓惰性氣體—Xenon 氙氣，並在兩段電極上有水銀和碳素化合物，再透過安定器以 23000 伏高壓電流刺激氙氣發光，使得石英管兩極之間形成完美的白色電弧，發出的光接近於太陽光。氙氣燈還有著啟動速度快、光線覆蓋範圍寬廣、使用壽命長、節電性強、色溫性好以及恆定輸出等特性。
更值得探討的是，索尼愛立信K858c(K850i)與諾基亞N95在鏡頭蓋的設計上都「痛改前非」，其中K858c(K850i)捨棄了前輩機型 K790(K790i)、K818(K810i)身上的滑蓋式鏡頭蓋，換成了內鑲式鏡頭蓋，緊貼在鏡頭之上，並能隨著拍攝功能的啟動與關閉進行開啟與閉合，顯得非常靈巧與專業。而 N95也捨棄了N70、N73等機型上的超大型滑蓋式鏡頭蓋，並也換成了內鑲式鏡頭蓋，但與K858c(K850i)不同的是，N95的鏡頭蓋可通過鏡頭旁邊的開關按鈕 來開啟與閉合，同時可開啟與關閉拍攝功能，這點倒是與N70、N73等機型相同。
攝像頭光圈係數：
大 家都看到了諾基亞N95鏡頭附近的「2.8/5.6」字樣，那這些字樣代表什麼意思呢？在我們的認識中，這些字樣是鏡頭的相對孔徑，通常我們稱之為「光圈 係數」，代表著一個用來控制光線透過鏡頭進入機身內感光面的光量多少的裝置。不過這些字樣所表示的是相對光圈，並非光圈的物理孔徑，但與光圈的物理孔徑及 鏡頭到感光器件（膠片或CCD或CMOS）的距離有關。
不同系數的光圈
光圈的作用有三點：
- 控制進光量：由於光圈控制鏡頭進光量的作用，在闇弱的光線下拍攝，需要使用大光圈鏡頭，一獲得更多的光量；而在明亮的場合，則使用小光圈不至於曝光過度。
- 控制景深：光圈的作用除了控制進光量外，另外一個很重要的作用是控制拍攝畫面的景深。
- 控制像質：由於光學原理和製造成本的限制，攝影鏡頭在全開光圈時的像質並不是最佳的，通常在收縮光圈後，像質有明顯的改善。
這裡需要注意的是：光圈係數越小，在同一時間內的進光量則越多，且後一個數值的進光量是前面一個的一半，而前一個數值的進光量則是後面一個的兩倍，比 如f/5.6的進光量是f/4的一半，但同時卻是f/8的兩倍。對於消費型數碼相機而言，光圈係數常常介於f/2.8~f/16之間，如今諾基亞N95鏡 頭的光圈係數為2.8/5.6，但並不能說是介於f/2.8~f/5.6之間，因為N95的光圈固定在了f/2.8和f/5.8兩個檔位，也就是說， N95的光圈只能使用這兩個檔位而不能在這兩個檔位間隨意調節。
rylcai指出：
CCD尺寸越小，單位面積上分佈的感光元件就越多，排布就越密集，單個感光元件接受的光線就越少，且感光元件之間很難避免互相干擾，畫面質量將受到很大的影響。某品牌曾推出的大變焦數碼相機就因為CCD尺寸過小，從而使得在弱光下的拍攝畫面殘不忍睹！
再者未來真正的是CMOS的主流，現在高端相機開始用CMOS感光元件，因為CMOS更加穩定！CCD的弊端就是不能用的長久，用久之後成像會變差的！
298063251回覆：
CMOS是沒法比CCD的。但CCD也有質量好壞的標準，至於你說的老化，其實不是這樣。CCD的優秀度與老化速度沒有任何關係。同時在乎你如何使用鏡 頭，CMOS的應用在於廉價。而讓CMOS提升的方法就是加入像卡爾蔡司和施耐德等鏡頭認證。所以，其實N73的成像效果是比E90要好。並非本人亂寫， 而是網上做過N種測評，自己也做過少量真機對比，得出結論。
從 Wikipedia認識更多CCD及CMOS：
CCD： 光電耦合元件
CMOS： 互補式金屬-氧化層-半導體
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