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.