图像传感器

在摄像头的主要组件中，最重要的就是图像传感器了，因为感光器件对成像质量的重要性不言而喻。

传感器将从镜头上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的DA转换为数字信号。由于传感器的每个pixel只能感光R光或者B光或者G光，因此每个像素此时存贮的是单色的，我们称之为RAW DATA数据。要想将每个像素的RAW DATA数据还原成三基色，就需要信号处理器ISP来处理。

图像传感器是起感光记录作用的元件，和胶卷类似。有CMOS和CCD两种类型 CCD又叫电荷转移器件，光电二极管排成一列叫一维型直线式传感器，光电二极管行排列叫二维型面积式图像传感器。

CCD由光电二极管感光部件、ccd转移部件和电荷放大器件组成，当光照射时，光子激发电荷，电荷产生堆积，感光部件与转移部件之间加上栅电压，堆积的电荷在栅电压的作用下，开始定向移动至转移部件，经放大输出，这些输出的电荷信号带有图像信息。

图像传感器的发展趋势是高敏感化、高分辨率、省电、低压工作等高性能方向发展。

CMOS图像传感器由金属氧化物半导体集合而成，每一个像素可以集成多种器件，比如放大器，A/D转换器等。

两种感光元件的不同之处：

CCD成像质量好，但是制作起来比较复杂，而且耗能大，CMOS虽然成像质量较差，但是驱动电压低，制造简单，CMOS可以和其他器件集成，每一个像素都可以实现完整的功能，相比CCD是成千上万个像素排列，每一个像素激发的电荷汇集到一起，运输到放大器和数据处理器，这样给后续处理增加不少负担，而且大量的电荷汇集，也给通道提出了更高的要求，在技术上出现了瓶颈，CMOS中每个像素单独完成信号放大和信号处理工作，这些特点，造成CMOS噪声较大。如果CMOS克服噪声大的缺点，提高成像质量，CMOS就会超越CCD，成为图像传感器的首选。

有的厂家在宣传中会提到“背照式”“BSI”等概念，实际上BSI就是背照式CMOS的英文简称，背照式CMOS是CMOS的一种，它改善了传统CMOS感光元件的感光度，在夜拍和高感的时候成像效果相对好一些。

手机摄像头的成像原理

物方光线进入系统，经过镜头，到达图像传感器，光子打到传感器上产生可移动电荷，这是内光电效应，可移动电荷汇集形成电信号，由于处理器无法识别电荷信号，需要把电信号转化为数字信号，对于图像传感器是cmos的系统不需要外加模数转换器，而对于以ccd作为图像传感器的系统需要A/D转换器，经过模数转换器件，电荷信号转换成数字信号，数字信号经过放大电路进入微处理器，数字信号经过DSP数字信号处理芯片经过存储处理后，传输到屏幕形成和物一样的图像。