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暴拆求真 图说华为P9双摄像头工作原理

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2019-12-9 10:08
  • 签到天数: 36 天

    [LV.5]常住居民I

    发表于 2016-5-12 18:44:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
            这两年,双摄像头概念在手机平台获得了较快发展,从最早为人们提供3D内容拍摄,到如今通过黑白双摄来提升摄影画质,越来越多的手机厂商注意到了这项技术带给用户的体验提升。华为便是其中之一,如今的华为P9手机,不再单单以双摄像头作为拍照的买点,还与德国影像大厂徕卡合作,为P9摄像功能提供技术支持,那么如此一颗集大成者于一身的双摄像头究竟它的外观是怎么样的,做工又是如何,今天笔者便通过拆解为大家揭晓悬念。     1 y, `% C9 K7 e" d7 q( K! d

    ; a: j3 v* n% ^& }, m9 @8 k8 r% D3 q5 Q

    8 W# U  k1 l0 j" V
    0 `, E6 ?$ ^( S, G+ ~: A7 s    今天,通过拆解华为P9的摄像头,我希望能够为大家解答以下三个问题
    . Z$ `$ x" O" ? 1:华为P9的双摄像头内部构造是什么样的,做工如何?
    : P6 ^+ ]  P( G! @2:华为P9的双摄像头相比普通单摄像头优势在哪?
    % k6 D1 y! r8 S+ l( o/ n3:徕卡为华为P9的摄像功能究竟提供了怎样的技术支持?还是只是贴牌的噱头?7 v6 q. g" C5 a
    2 C1 H  h) ^" w+ u. g1 K
    华为P9的机身厚度不到7mm,双摄像头没有凸起是如何做到的呢?
    ) J' e9 ~- K/ s1 M( z! A
    + n2 ?1 o5 \; w* a0 ~$ i首先卸去底部两颗螺丝
    ! \, {/ w; E4 N: a5 V7 H! [" q* s0 R3 h

    . E/ j! h9 E, ~9 \9 B' k" j! g; O/ l0 S' y4 c
    随后将机身从背壳中翘起
    # K* ^, x$ d2 q) S
    # P8 V1 _" `5 v: Y& T) k5 m5 `0 d
    ! ]: L) W$ B1 i9 ~' z- [; ]3 Y0 B+ d  l7 a& z* w, L1 P
    随后将机身从背壳中翘起3 n9 k; M- m/ i) q! h) u. N+ T
    1 ^9 p6 h2 @" Q

    : ?, `7 e: C4 s2 q5 y# h
    + x; g- J5 J9 [  h双摄像头真身显露
    $ |4 P( o+ M& L  W9 w' ]7 O
    # ^+ Z2 ^3 [3 _! n! F) B3 ~; c& S' [) e
    + w( c. r- B* A1 p
    背壳相对应位置做了泡棉密封9 T9 M* [$ j: i# V
    7 A: m  ^! L$ N1 A; [9 r

    5 f7 D* R( u: R4 c8 \0 D+ C
    ) M2 U( d# o2 J: j! I     摄像头旁边的显眼位置印着LEICA标,下面的一行字意思是该机采用了徕卡SUMMARIT系列摄像头,H代表华为特供,1:2.2则是双摄像头的光圈为2.2,后面的27则是27mm焦距的意思,最后的ASPH代表该机镜头采用了非球面镜,可以有效抑制球面相差。此标示可以告诉我们这颗双摄像头的镜头模组是由徕卡开发,采用了徕卡SUMMARIT系列镜头的部分光学技术。光从这一点就可以消除有些人担心该机只是贴一个徕卡标的噱头营销。6 v9 L% e8 o$ v
    ) p+ o, G9 F2 [1 U' R

    % |' J% ^, t. F5 ^  B/ N2 @* F5 c8 \$ S" F

    * ^9 _8 G5 B) i8 I0 i断开指纹识别排线和电源排线  ^0 G! z8 E: i4 E& m: w
    5 R7 e" u2 H* l; M

    : l- p2 o0 n. Y% q+ r, n8 s" G3 U随后卸去摄像头排线保护盖板螺丝
    7 w1 ]! ~9 S! \: Z' ?! \" v. z3 g
    2 F% \% u% q9 ^" g
    取出盖板
    ( Q/ T# K; b/ |$ {; H0 A# \" P7 t& {# z8 t

    & P5 E8 ]/ l: T4 Q# s: H  o) q! [# l8 q) i4 A  ^  W) }/ t
    我们发现双摄像头的排线连接器上激光镌刻着“LEICA CAMERA AG”字样,表明血统
    6 R$ Z/ r: W- ]" U' Y6 s! m9 W; q; i1 H/ u0 H4 _6 Y& O6 @
    7 X# U6 g& x! p, L

    % A8 }. g- U' ^( w2 W+ s( l   虽然是双摄像头,但其实二者是连成一体组成的一个模块。这样做的好处是可以保证二者的相对位置恒定,从而确保拍照的时候二者能够捕捉到一致的画面,才能够进行下一步的后期合成。
    : J: J" k  G) a: d% W' M/ P& `! i
    7 r+ T0 t$ L+ q" u* O0 e
    & h- O4 v5 @. _7 I6 y- {, H( ]' E/ J! ?' a8 q
    随后,用撬棒挑起摄像头模块,成功将它卸下7 R; u" A$ N' r/ m  A3 |/ I

    . ]# V1 [$ B; s3 ^0 M& F5 J( K$ t" p7 _

    $ V* K- B/ p* r3 J4 P我们发现在摄像头模块的四周包裹着铜片进行散热
    0 B4 F& @+ u; g, H2 v; @2 e! V& i" t% ?* J6 x; ?' z! L# e, N
    % v7 k. K4 [: f& ^3 N
             要保证镜头与感光原件完美契合是需要非常专业的设备来完成的,所以才会出现镜头封装厂商(华为P9的封装厂商是舜宇光学),他们的工作便是将镜头与感光元件封装在一起。然而悲剧的是,一般这种封装都是一次性的,也就是说,我们今天的摄像头模组拆解不仅需要暴力进行,而且还无法将其还原......(心好疼), @/ z, C6 }2 y" p/ M# j
    - }" J$ ]7 f0 y" Q1 G+ _# O

    ! O0 C* a% \& a8 L; T5 y- c* ~4 Y% Q
    5 D0 A1 f. d6 x/ P    接下来正式拆解P9的双摄像头模块,第一步,我们首先撕去表面的金属铜片,模块底部错综复杂的排线网路显现出来。4 g; _9 F" v* u9 K4 J
    # u5 Q, w5 C# w- {9 F& O3 ?6 W  \3 A
    + f: `: l  r4 t8 P& U" e
    , B; r( B7 G) D: k' o7 v" k1 Y, P
    $ C3 B" _3 r. z- O% `- i

    / P* H, V/ g' j1 \9 W% M  L( \; M7 Z+ e. I' k+ L' X! i+ C" h: }# `7 A
    模块被金属保护罩保护,保护罩与摄像头之间有一条缝隙
    - F: s, G9 ]( Q1 }- M
    " m( H6 l% @6 h3 |* _8 t
    3 ~% L. d# }' B/ i0 m' P) Q7 X& n6 Z- N0 H

    & E$ n0 l/ T0 v随后我们利用较薄的撬棒插入缝隙,轻轻敲开金属屏蔽罩0 A2 [2 [4 M% Y/ K6 w, n
    " N8 m4 {2 ~- D% L% x

    3 e( \& j0 a: E2 y' x+ r# F0 Z. ^2 `
    逐渐屏蔽罩有些松动了
    6 z  Q. V+ k5 e' S
    8 U" p/ k# M( C+ J
    - ~* q7 p* @% f1 o0 o# X  D) e% N% R
    + E  ]7 l& ^  P( L最终我们卸去了屏蔽罩,见到了模块内部,两颗独立的镜头模组固定在一个PCB板上,其中一颗编号6E78NQM- v5 G* }7 O& ~. `
    " b) Z" D5 ?, t" o- Q. z
    0 V9 n. ^9 s- ~6 {; {& y4 ^- z
    + i$ o% {! x5 _5 Z1 x
    从模块的另一边可以看到另一个摄像头的编号为6ED27TM+ r" x+ M3 S  c0 `5 V3 U+ L" {

    3 S/ t+ X# `- R& r! N' b( V' A# s
    9 P$ x0 d# H! m# o
    $ R2 c* d$ u: F       卸去金属保护罩之后,双摄像头真身显露出来,两颗独立封装的镜头模组固定在PCB基板上,两个镜组的封装近乎一样,这样能够保证两个内部感光元件接受到的光线信号一致,从而方便将二者接受到的画面合二为一。2 |: i( E( Y! `  }8 L& a( d
    # l: G' @4 P' e- g9 e! @

    + P2 V1 s. L, K. r! y4 \+ J2 [. m# }3 }7 _# q) t% i: A
    在镜组的侧面,黑色柔性电路粘贴在金属封装外壳上4 B+ K' L2 E+ T% A- B( |7 d

    # x4 H  }( c% ?" P
    " t  ]8 F6 w7 T9 Y4 L
    / n$ d, j. `1 y9 _" b$ q# p6 t两个摄像头的镜组高度一致,推测应该用的统一规格的镜组以及封装. F4 H  x5 p/ }8 H- C9 h! B" M7 V- P

    # k: G4 ]& A, _5 m& r- b5 t% h( F4 i8 g6 s5 Y) G

    8 ~  p4 p, t  b$ E: Y& @利用尖嘴镊子提拉两个镜组,都可以向上提拉一定距离,结论是两模块都具备自动对焦功能
    % ~! u' X8 i! S$ H" X7 y0 T, w5 {8 g# Q+ [: N' n
    5 c2 F  H: ?* m# ~, a
    / k; Y6 ]+ T. G

    : e( S# q8 f$ ?, l/ b+ F7 V
    9 M" g% _7 ~4 p- J. `" H1 Y      两个模块都具备自动对焦功能,说明两个模块既可以协同工作,也可以独自工作。我们知道华为P9的双摄像头是采用一颗能够感受色彩的感光元件和一颗仅能感受黑白的感光元件组成的,当我们拍摄彩色图片的时候,两个感光原件会同时工作,而如果我们拍摄的是黑白照片,那么理论上彩色摄像头是不参与工作的,此时便需要黑白摄像头独立运行。至于为什么该机要采用彩色,黑白双摄像头的搭配,一会儿当我们拆到感光元件的时候再为大家介绍吧~% d: B7 T! _# i$ ]. v

    8 R8 \3 M5 q9 \$ i8 H6 A, @  t- E' F4 C( A0 U; }
    暴力卸去摄像头模块侧面的柔性电路,3 l- \- K3 W4 g2 a( I2 ?) e$ ~! a

    . p, Z, X' F* Q9 \9 L" C) x
      I! b9 Z( V/ m8 @- w9 c8 s: g里面藏着电容和贴片芯片,推测是驱动对焦模块的电路
    ' `9 L9 F6 k/ \6 F$ S
    ' B7 Q0 K/ E6 l: v( \( a8 o# d" c; F2 \- l6 _
    随后,掀开镜头金属封装,我们见到了感光元件上面的滤镜3 ~) ~; l% {) N* ?) m, E* u3 a0 y
    ; U9 {: V: s& s8 Z3 V1 F
    ! v6 O5 W" g* Z& s. O( Y( U
    # m# N: x3 p% }
           暴力拆解对焦驱动电路以后,我们接下来还要继续暴力的撬开镜头金属封装,当掀起封装的那一刹那,我们便夺走了这枚摄像头的生命,想想也是蛮心痛的。感光元件表面的滤镜镀膜反射出红色光
    ( l+ i# W9 X% G% r% M$ F5 E+ N8 ]0 @% ~6 Y) Z7 |
    6 L1 O! h/ G. S
    3 S0 C; o# h* Y2 _/ k' k

    2 s3 a2 @0 \) D: N# _) T+ ]6 V     将视线移至镜头模组上,我们看到这个被徕卡命名为SUMMARIT的镜头表面有一层绿色镀膜,猜测是用于减小色散,控制眩光以及鬼影的& k1 @# l) B' F5 v1 T
    / n5 g7 \% c4 X0 C. Y* c

    0 H8 V0 @# U7 w6 @4 h
    - m7 n: f3 B( Y2 E接下来将镜头模组从封装中取出,很遗憾没能完整的把内部结构呈现出来+ Q" E, `/ G" P" z! b5 p
    " l9 f; n, Z5 D6 S
    4 S8 z4 q5 `3 a  B* `3 r$ K0 E- K

    : e2 m1 J$ q9 G  \- ^) D4 x在镜头模组的内部,能够取出两条磁铁,它们的作用是通过吸附缠绕在镜组上的金属,从而保证镜组在不通电的时候,位置保持在无限远的对焦状态,而当用户进行对焦操作时,镜组上的线圈开始通电,通过电磁感应,来使镜组产生Z轴上的移动,从而达到对焦目的
    5 m6 y$ s: z2 s. ~+ h& z& G( q1 m2 R3 S! _0 a6 E
    $ G' u/ [! B5 g! U* I/ e

    * t/ ~3 n% ?) r# N  M/ b这枚由徕卡负责设计的镜组十分之薄" t1 S& _0 r. K1 o( S) ^$ k
    ! r" X! w9 q4 Y3 \
    , |- f& B( q- T! \; }- x8 X
    , c  [1 A4 a" _( F# b& N" s! F

    7 {9 F# h8 b) B0 Q1 l! Q  w
    - z7 h. T% w& ?8 |     我们终于知道华为P9之所以可以在6.95mm的机身上,做到摄像头不突起,就是在于这枚镜组的厚度把控十分出色了。并且经过我影像部门同事的测试,该摄像头的边缘成像以及畸变控制都表现的十分出色,明显优于蔡司认证的诺基亚1020., j' y1 a) ^) T6 ]# B  u# a! S7 {
    , M$ I' [5 B1 v! T) \
    9 {: U/ W7 F% g' z1 K
    各角度对比两枚镜组
    9 T3 ^! n- K) S' H5 k# P7 |% C% m
    5 b7 l" t1 G, V/ ]8 `; b' M3 |  A' k& O1 n' J
    各角度对比两枚镜组
    : ~, Z! c4 u4 P& z$ c" N0 X, B* M# [  v! d, @1 D6 x8 W3 ]# f

    ; N5 x6 X- h2 N) J2 u9 {各角度对比两枚镜组
    4 _* T7 Q" l; g- k1 \7 A' q+ {% B* q+ ?, O  p2 k7 z+ V) l
    ! J) _: z  i3 m- z9 {
    在回头看看金属保护壳,密封是通过内部的胶与摄像头模块粘连实现的。
    & B2 g0 t1 r5 u0 a
    8 K$ F" d4 I% ]0 b) X: m2 i
    # b  `, e' a1 ]: K) N8 N2 D接下来我们拆解另一个摄像头的镜组4 J% z8 e! _6 o, ]& f3 B
    6 I9 R* X* F. d$ |( D
    5 s) e7 I! u+ y* M' H+ Q, d# X- B
    与刚才一样,只能暴力的卸去模块旁边的柔性印刷电路; o6 ?! T& ~/ \: X
    . U$ g" ~! f- ^
    ' T% ^$ B- y7 }: w; h$ ^
    ' X  n! B$ Z! Z2 F5 o8 h! @! m. G) v
    然后用尖嘴镊子挑起封装: \* ^/ |. I' w% {! L

    8 ^* d' A- z  `$ D' y5 I& F. }! O; r& }, x: N. M8 \8 c+ `
    第二块摄像头的镜组就这样被我们暴力分离出来/ [2 p" c% ^6 X/ [, l0 u% g
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    9 o7 v2 @$ T$ m  L* m7 j3 q
    8 ]# M* ]7 y: W2 |+ ?0 B! m: |% g
    & C, Q0 `; y* R; y0 @6 T* g
    " [& e- N3 {1 z
    拆开第二块镜头模组的时候,我们发现它们的设计并无二致,并且感光元件表面滤镜镀膜的反光同样也是红色,我们目前还无法辨别究竟哪个是负责彩色影像的IMX286感光元件,哪个又是负责黑白影像采集的IMX Mono。看来也只能是把滤镜去掉以后看看能不能辨别了。
      j' R* `$ h9 F2 S' J0 m  `+ l- X2 W9 X3 i
    - F0 _2 V; e+ F! m
    : b7 h# v0 S. v- j- Y
    由于第一块模组的滤镜已经碎裂,所以我们直接暴力将其卸下,随后看到底部的感光元件,然而遗憾依然无法辨别究竟是IMX286还是IMX Mono,不过倒是发现这枚滤镜用的是蓝玻璃,这个算是高端手机摄像头的标配了,而且既然是蓝玻璃,那么功效肯定就是吸收红外光了,而为了增强透光率,所以会在表面涂上一层红色的IR Coating镀膜+ ]/ ]0 X" w6 L) h5 d  p
    ( ]( p7 N3 H# d0 J- P4 ^: K
    1 L( a( w3 ^) G3 }

    4 K! A$ z$ R& q' ~9 z左边没有卸去蓝玻璃滤光片和右边卸去滤光片的感光元件对比
    2 t# z4 i2 G, U) ?
    ' m( p+ F3 R3 L0 j, C0 {) Y+ V  v+ L4 F0 S3 e" q. m( {
    随后我们尽量小心,但依然暴力的卸去了另一个蓝玻璃滤光片' l1 \5 z- B  ?- R( G

    ! \6 @: E2 b2 |0 G# H1 U1 M5 ^4 c/ Z

    4 k0 @: z3 K' ?1 [! b- u% C+ X% M随后我们尽量小心,但依然暴力的卸去了另一个蓝玻璃滤光片$ D! }$ O; G% X: |5 d$ P

    & x2 `* n+ m* J0 ?7 F  |( m/ t% {9 n" Q
    " s" l% m8 A% P7 Q- Q& s5 b
    终于我们看到了两枚裸露在外的感光元件,其中一颗为SONY IMX286,另一颗为SONY IMX Mono黑白感光原件
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    2 L& N, J7 q: G1 C
    1 G6 {. R2 ]+ V- e7 o7 N% L9 |
    1 c% Z( `# a& \1 @% ^/ S      我们的华为P9专项拆解到这里就全部结束了,那么华为P9的双摄像头相比普通单摄像头优势在哪?想明白这个问题,我们需要先清楚感光元件的成像原理,首先我们需要知道感光元件上所谓的一个像素,指的只是能够感受光线强弱的一个单元。这个单元只能感受光线强弱,不能感受色彩,这个时候科学家就发明了滤光层,一个可以让指定颜色的光透过的材料。我们知道想要显示出各种色彩需要红绿蓝三种颜色,所以只要在相邻的三个像素上面加装这三种颜色的滤光片,那么这三个像素便可以分别感受红绿蓝三种光线的强弱了,最终通过三种颜色的组合,从而感知外界的颜色,就好比我们画画会通过几种不同颜色调出另一种颜色一个道理。但是滤光变会对光线产生衰减,所以得到的照片会显得不通透,这个时候,没有滤光片的黑白感光元件遍显现出了吸收光的优势,并且由于黑白感光元件不需要感受色彩的特性,使其每一个像素都可以对应显示屏上面的一个点,所以它所拍色的照片相比同像素的彩色感光元件的细节要更加丰富,也就显得更加锐利。如此一来,如果将黑白感光元件的锐利细节与彩色感光元件的色彩相融合,理论上便能得到更出色的照片了。这便是华为P9选择黑白彩色双摄的技术原理。不过,这也仅限于理论上,因为将这两张图片合二为一也是需要强大的算法做支撑的。所以说,华为P9仅仅拥有两颗能够感受色彩和黑白的摄像头还不够,还需要好的算法提供支持,所以据笔者从华为厂商人员处了解到,在算法上,华为也与经验老道的徕卡一同合作来完成影像算法调教,并最终应用在了华为P9上。
    ) K, o% b' n- |1 S1 H0 t0 M' v) Y" u& S! \

    该用户从未签到

    发表于 2016-6-2 13:26:21 | 显示全部楼层
    好详细了,学习了!

    该用户从未签到

    发表于 2017-4-8 00:34:42 | 显示全部楼层
    詳細的拆解 ~~~~

    该用户从未签到

    发表于 2018-6-24 17:08:41 | 显示全部楼层
    两个摄像头,怎么只有一个驱动IC?难到驱动IC是公用的吗?

    该用户从未签到

    发表于 2018-7-9 20:11:02 | 显示全部楼层
    赞!!!!很详细的说明

    该用户从未签到

    发表于 2018-7-12 21:27:52 | 显示全部楼层
    那么模组厂是负责摄像头板子的电路设计及layout设计,以及贴片和镜头等外围结构的组装咯
  • TA的每日心情
    开心
    2019-2-13 11:33
  • 签到天数: 70 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-7-13 14:44:55 | 显示全部楼层
    很详细的拆机报告

    该用户从未签到

    发表于 2018-8-13 18:37:48 | 显示全部楼层
    从双摄到三摄,从2D人脸识别到3D人脸识别,手机摄像头的需求依然不减。与此同时,摄像头市场又迎来了汽车摄像头、智能家居、医疗、安防、物联网等市场的大爆发。" J) f7 k. w& Y9 f: g
    为此,为促进行业健康发展,手机报在线将提前举办《深圳市摄像头行业协会》第五次会员大会。共同商讨行业发展、维护协会会员利益、助推行业健康发展!
    & g; W2 X# m7 g% C时间:2018/08/24) K9 Z  @( [+ p
    地点:深圳市褔田东方银座大酒店
    3 I+ c' V# w$ Y2 N) j$ h活动报名:181 2982 3735 黄小姐
    匿名  发表于 2018-8-15 05:17:25
    这一个摄像头不知道牵涉了多少道程序,在制作当中一个不小心把通光孔给刮伤了,那这个摄像头也就报废了
    高级模式
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