手机相机中的图像传感器是什么导体?
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发布时间：2022-04-25 17:40
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时间：2023-11-08 23:34
手机中的传感器是指手机上的那些能够通过芯片来感应的元器件，如反应距离值、光线值、温度值、亮度值和压力值等。和所有的电子元件一样，这些传感器都在越变越小，性能越来越强，同时成本也越来越低。
通过传感器采集的各种数据，经由手机的程序软件分析计算，生成了各种应用。如今的手机，已经在我们的社交、金融支付、运动监测、娱乐、学习等各方面提供了极其便利的功能。
今天，我们来为您扒一扒手机中的各种传感器
一、温度传感器 （Temperature sensor）
原理：温度传感器 temperature transcer，利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。
用途：监测手机内部以及电池的温度
许多智能手机都配置有温度传感器，有的还不止一个。区别就在于它们的目的是监测手机内部以及电池的温度。如果发现某一部件温度过高，手机就会关机，防止手机损坏。 扩展功能方面，温度传感器也能检测外界空气中的温度变化，甚至是用户当前的体温。
当今智能手机的技术水平快速更新，很大程度来源于手机中的传感器技术的创新突破，利用基础传感器的集成应用和软件支持，手机研发人员开发出了许多酷炫的手机功能
二、加速度传感器（Acceleration sensor）
原理：与重力传感器相同，也是压电效应，通过三个维度确定加速度方向，但功耗更小，但精度低。
用途：计步、手机摆放位置朝向角度。
加速度传感器的概念和重力传感器略微有些重叠，但事实上却又不一样。加速度传感器是多个维度测算的，是指x、y、z三个方向上的加速度值，主要测算一些瞬时加速或减速的动作。
比如测量手机的运动速度和方向，当用户拿着手机运动时，会出现上下摆动的情况，这样可以检测出加速度在某个方向上来回改变，通过检测这个来回改变的次数，可以计算出步数。在游戏里能通过加速度传感器触发特殊指令。日常应用中的一些甩动切歌、翻转静音等也都用到了这枚传感器。
加速度传感器功耗小但精度低。通常运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。
加速度传感器的概念和重力传感器略微有些重叠，但事实上却又不一样。加速度传感器是多个维度测算的，是指x、y、z三个方向上的加速度值，主要测算一些瞬时加速或减速的动作。比如测量手机的运动速度和方向，当用户拿着手机运动时，会出现上下摆动的情况，这样可以检测出加速度在某个方向上来回改变，通过检测这个来回改变的次数，可以计算出步数。在游戏里能通过加速度传感器触发特殊指令。日常应用中的一些甩动切歌、翻转静音等也都用到了这枚传感器。
加速度传感器功耗小但精度低。通常运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。
三、重力传感器（G-Sensor）
原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。
用途：手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏（如滚*）。
透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起，透过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平的方向。运用在手机中时，可用来切换横屏与直屏方向。
在一些游戏中也可以通过重力传感器来实现更丰富的交互控制，比如平衡球、赛车游戏等。
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时间：2023-11-08 23:34
传感器transcer/sensor，是一种检测装置，能感受到被测量的物理量，并将结果转换成信号传输给控制系统，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
度娘解释的比较理论，白话下就是，一个输入输出的器件，输入是测量到的某种物理状态，输出数字信号，目的是使手机聪明起来。
手机对用户是个黑盒，传感器对机厂也是黑盒，每个背后可能都有一门或几门课，矮油，脑壳疼。
这里以小白视角讲讲，是什么，为什么。
1.CMOS图像传感器
经常被提起的一款传感器，与镜头和数字电路一起构成手机的摄像模组，因为能够做的比较小巧，已经取代CCD成为市场主流。
CMOS互补金属氧化物半导体，原理是光电转换，把镜头传递过来的光线，转变成电信号，再通过数字电路输出。
光电转换：利用光感材料的特性，通过片上滤镜阵列，把输入光，转变为单色光，然后得到光的强度和颜色数值，至于被滤掉的其他光，就根据相邻像素的数值“猜色”得到，感觉像玩扫雷。这个过程必然有光的损失，所以CMOS不可能100%还原真实色彩。
CMOS越大，进光量也越多，输出的色彩就越真实，也就有了底大一级压死人的铁律。因为手机空间有限，攻城狮又在滤光阵列上动了脑筋。
这里有几个目前常见的CMOS，评估拍照能力，CMOS尺寸比像素更重要。
RGGB，拜尔阵列，过滤光线为红绿蓝三原色，因为人眼对绿色敏感，比较讨喜。但是进光量小，暗拍能力弱点。
RYYB阵列，华为黑科技，用黄光替代绿光，*是红和绿的混合色，所以RYYB的优势在于增大了进光量，优点是暗拍能力强，但因为多了红光，会带来偏色，好在可以通过ISP算法修正。所以也就有了菊厂*联合开发的独占CMOS。
RGBW阵列，同样是提升进光量的思路，把一个绿换成透明，提升了亮度和暗拍能力，但是绿色表现被削弱，这个方案已经逐渐边缘化了。
2.色温传感器
和拍照相关的一个传感器。
色温是光线中包含颜色成分的一个计量单位，用K（开尔文）表示，它的参照物是黑体在不同温度下发出的光。
数值越大，感觉越冷。
不同人对色温感受是不同的，比如生活在热带的，常年在高色温环境，看高色温就觉得真实。
色温传感器顾名思义，就是测定色温的，一般放在闪光灯附近，对于拍照时白平衡计算和偏色处理，都有加成。
3.（屏下）环境光传感器
光敏器件，可以感知周围环境光线强弱，对于续航和节电，意义重大，比如自动调节屏幕亮度。
4.重力传感器
惯性传感器的一种，感应手机的加速度，感知动没动，往哪动。
常见的应用，手机横竖屏切换；替代触屏，游戏操控；跌落时，收起弹出镜头。
5.陀螺仪
角速度传感器，惯性传感器的一种。
MEMS微型机电系统，原理是陀螺在没有外力的情况下，会在旋转轴方向保持稳定。手机移动时，陀螺仪实时提供旋转轴变化的数据。所以，它可以感知转没转，转了多少度。
常用于3D游戏、运动、VR，其次GPS信号不好的时候，可以辅助定位。
再有一个重要应用就是OIS光学防抖，磁悬浮镜头和陀螺仪配合，对镜头上下，左右，前后的抖动进行位移补偿。
比如，K30pro变焦版就配置了双OIS光学防抖结构。
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6.指南针/电子罗盘
基于霍尔效用的磁感应器，通过感应磁场强度，以获得方向和仰角的信息。
霍尔效用是电磁效应的一种，适用左手定理，导体与磁场的夹角越大，霍尔效应越强。
打开地图，有电子罗盘的手机，当前静止位置会有箭头指示方向，没有就是个圆点。
7.气压器
第一个作用，测试手机是不是防水（狗头）。如果手机号称防浸泡，水下按压屏幕，机内空气跑不出去，气压计会有反应。
其实，气压计是GPS的绝配，因为GPS对于垂直方向有误差，配合气压计就不用担心立交桥迷路了。
当然，出去浪的时候，测量海拔高度也是挺有用的。
8.激光对焦传感器
名字明显是和拍照有关的，一种主动距离传感器，能向物体发射红外激光，接收反射光后，计算镜头与物体间的距离。
这是一种主动对焦方式，优点是对焦速度快，暗光能力强。有主动就有被动，相位对焦和反差对焦，需要依赖物体上的反射光，现在手机一般组合使用。
9.距离传感器
一般装在手机正面，通过感知红外光强度变化，计算距离，常用的接电话息屏功能。
10.NFC
近场通信技术，因为短距离（<10cm），电磁波中电场磁场的独立性，利用磁场进行通信。和其他无线传输技术一样，NFC也有自己的传输频率和标准，优点是很安全，比较常用的有交通卡、门禁、移动支付、充电。
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时间：2023-11-08 23:35
1）成像过程，CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于CCD仅有一个（或少数几个）输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而CMOS芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声，这又是CMOS相对CCD的固有劣势。
2）集成性，从制造工艺的角度看，CCD中电路和器件是集成在半导体单晶材料上，工艺较复杂，世界上只有少数几家厂商能够生产CCD晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度非常低。而CMOS是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上，这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同，因此生产CMOS的成本相对CCD低很多。同时CMOS芯片能将图像信号放大器、信号读取电路、A/D转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到一块芯片上，只需一块芯片就可以实现相机的的所有基本功能，集成度很高，芯片级相机概念就是从这产生的。随着CMOS成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供高品质的CMOS成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。
3）速度，CD采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS有多个电荷—电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多，大部分500fps以上的高速相机都是CMOS相机。此外CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现子窗口输出，在仅输出子窗口图像时可以获得更高的速度。
4）噪声，CCD技术发展较早，比较成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS图像传感器集成度高，各元件、电路之间距离很近，干扰比较严重，噪声对图像质量影响很大。随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。
CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器,也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。
CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件，尤其是片幅规格较大的单反数码相机。在数字影像领域，CMOS作为一种低成本的感光元件技术被发展出来，市面上常见的数码产品，其感光元件主要就是CCD或者CMOS，尤其是低端摄像头产品，而通常高端摄像头都是CCD感光元件。
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时间：2023-11-08 23:35
手机摄像头的工作原理主要是通过镜头拍摄景物，将生成的光学图像投射到传感器上，传感器就会将光学图像转换成电信号，电信号再经由模数转换为数字信号，先后经过DSP和手机处理器的加工处理之后，最终转化成一张完整的图像，也就是我们所看到的照片。 智能手机上完整的摄像头拍照由前置摄像头和后置摄像头组成，而手机的拍照算法则由视觉机器去实现，视觉机器就是图像的获取、处理和输出，当信息越完整，噪点越少时，经过处理后的图像效果就越好。手机摄像头由多个部件组成，在组装前都需要经过测试，用弹片微针模组作为连接媒介，可起到稳定的连接，能承载1-50A的电流，在小pitch中也有独特的应对方法。
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时间：2023-11-08 23:36
