手機融合數碼相機

技術、生產工藝的快速進步，加之3C融合的滔天浪潮，讓手機和數碼相機在21世紀初葉走到了一起。

1973年4月的一天，一名男子在紐約街頭上，旁若無人地掏出一部足有兩塊磚頭大小的無線電話，給一位在貝爾實驗室的對手兼朋友打了一個電話，引得過路人紛紛駐足側目。這個人就是手機的發明者馬丁#8226;庫珀，當時他是美國摩托羅拉公司的技術人員。

1975年10月7日，在加入柯達公司兩年后，斯蒂文#8226;塞尚擔負的“手持電子照相機”項目終于功德圓滿：在紐約的柯達實驗室中，一個孩子與小狗的黑白圖像被CCD傳感器所獲取，記錄在盒式音頻磁帶上。這是世界上第一臺數碼相機獲取的第一張數碼照片，影像行業的發展就此改變，塞尚也因此被譽為“數碼相機之父”。

問世早期，手機和數碼相機同是體形龐大，并且價格驚人。然而在30多年后，技術、生產工藝的快速進步，加之3C融合的滔天浪潮，終于讓手機和數碼相機成功地走到了一起。

照相手機的新挑戰

作為一種移動通信設備，在21世紀初期，手機終于走出通信需求的一方天地，逐漸邁向多媒體與數字影像的整合。早在2004年之前，就有一些嗅覺敏銳的廠商開始在手機中內置數碼相機。不過當時產品的畫質水平大多僅停留在30萬像素左右，內部的感光元件的顏色解析能力也明顯不足，與當時的主流數碼相機相差甚遠，而且缺乏外部擴充存儲設備的支持，令手機上的數碼相機充其量只能算是玩具。

其實，即便是照相手機達到300萬甚至1000萬像素水平的現在，也有90%的照相手機用戶從來不把他們用手機拍攝的照片打印出來。這一數據，也直接表明了用戶對于照相手機成像質量的極大不滿。

理論上，單純依靠高分辨率的傳感器顯然不能確保照片具有更好的質量。如果鏡頭很差或是原始數據處理不好，即便擁有高性能的傳感器，圖像質量仍舊難以得到保障。對于照相手機而言，像素技術、可以彌補光學器件不足的圖像傳感器處理算法，以及最優的光學器件規格仍是當前必不可少的三大基本要素。

不僅于此，照相手機所面臨的技術挑戰還包括：使照相手機能夠在低亮度環境下拍攝更佳質量的照片，并增加高性能的功能，如自動對焦和光學變焦;同時又不犧牲手機的超薄外形，并且不增加或盡可能少地增加手機的成本。

毋庸諱言，數碼相機的功能已然成為目前手機主攻的方向之一。不同的是，兩三年前廠商們的注意力主要是放在像素架構上，以便克服隨著像素尺寸的縮減而出現的感光度下降現象；而現在和今后一段時間內，對變焦技術、鏡頭設計等將成為研究的焦點。

感光部件兩大陣營

與傳統數碼相機一樣，照相手機的感光部件核心也分為CMOS和CCD兩大陣營。二者都是利用感光二極管進行光電轉換的技術，簡而言之，就是將影像表現從模擬轉換成數字形式，它們的主要差異在于數據傳送方式的不同。在畫質上，CMOS與CCD也存在著不同，造成差異的主要原因在于：CCD的特殊架構可確保影像數據在傳送時不會失真，各個像素的資料可匯聚至邊緣再進行放大處理；而在CMOS架構下，數據在傳送距離較長時會產生噪聲，也就是我們常說的噪點，因此必須預先做放大的動作，然后再整合各個像素的數據。

不過就目前而言，雖然CCD在成像質量上全面領先于CMOS，但是在功耗、部件成本與尺寸大小上，卻遠遠不如CMOS。由于照相手機通常需要的是低耗電、小尺寸、高整合、低成本的影像傳感器，因此CMOS往往成為照相手機的首選方案。也有一些廠商在少數手機中采用了CCD的架構，成像質量確實得到了保證，但是其價格往往非常昂貴，令多數消費者望而卻步。同時這類產品的體積和功耗也較大，對于成本控制以及手機使用和待機時間均有負面影響。需要指出的是，雖然在關鍵部件的選擇上，CCD目前處于劣勢，但并不代表CCD技術在照相手機上就毫無未來可言。

目前，市場上主流的300萬像素等級照相手機所使用的照相模塊尺寸，規格大多是像素大小為2.25微米、鏡頭直徑為1/3英寸，而美光、三星電子等公司已經研發出更新的產品模塊，可以將手機的照相模塊尺寸縮減30％以上，從而有利于高像素照相手機體型的縮小以及制造成本的減少。據悉，三星有望在2007年第一季度搶先量產像素大小僅為1.75微米、鏡頭直徑為1/4英寸的CMOS影像傳感器。更重要的是，該部件將采用90納米工藝生產，工藝的微縮可以減少微鏡片與感光二極管之間的距離，有助于大幅改善聚光效率，防止出現因像素變小而使得噪點增加的情形。基于此，業內人士認為，三星有望在高像素照相手機市場中占得先機。

光學處理與變焦

為了獲取太遠或太近景物的清晰影像，自動變焦已經成為一些較為先進的照相手機必備的輔助功能。不過由于自動變焦技術采用的部件相當脆弱，應用在相對不安定的手機上就必須有相當程度的抗震能力，以免手機在意外掉落時損壞自動變焦部件。一些廠商從光學部件（如鏡片、鏡頭等）方面做了一些技術和工藝改進，譬如采用塑料鏡片。然而由于塑料鏡片的光學特性較差，同時采光性能也較弱，因此采用塑料鏡片的做法在消費者中難以引起共鳴。為此，廠商們開始找尋其他替代方案，而一些針對性技術也得以浮出水面：在2006年的3GSM世界大會上，TransChip公司就展示了一種用于照相手機的自動變焦技術。這種自動變焦技術的模型采用一個語音線圈，并且已經順利完成了苛刻的跌落測試，有望近期面世。

除了傳統機械變焦以外，目前也有多家廠商正在進行液體鏡頭技術的研究，該技術的核心在于利用不同液體的電場差異性進行變形動作。無需借助其他可動部件，液體鏡頭就能夠模仿傳統機械部件改變鏡頭之間的焦距，從而達到變焦的目的。

Dblur技術公司是一家光學和圖像處理解決方案開發商，該公司計劃用一個“軟鏡頭系統”來替代物理鏡頭，該系統將一個Dblur設計的定制物理鏡頭與一個特有的圖像處理IP核結合在一起。據悉，該技術不僅可以用來拍攝出畫質超群的圖像，而且還能簡化光學變焦系統或大大減小照相手機的厚度。

對于照相手機而言，雖然光學變焦會在相當程度上增加成本，但是缺乏了光學變焦能力，照相手機的照相功能就永遠只能是產品中的“噱頭”，無法與傳統數碼相機相提并論。現實的情況是，只有極個別的公司在某些高端照相手機中加入了光學變焦功能。至于數字變焦，雖然它普遍存在于數碼相機和照相手機領域中，但由于只是改變影像取樣的大小（通常就等同于劣化影像質量），因此廠商們也缺乏耐心對之加以技術改造。

編輯點評

至少在當前，相機的功能在手機中仍然只能起到“點綴”的作用，不過它的迅猛發展已經引起了數碼相機廠商的警惕。300萬、500萬、800萬、1000萬，照相手機的像素攀升速度已經超過了數碼相機曾經歷的漫長發展道路。雖然高像素照相手機的成像質量距離同時期的消費級數碼相機仍有一定差距，而且價格也要高出許多，但還是有不少消費者出于方便易用、整合性以及時尚等目的下手購買。我們不難想像，傳統數碼相機所具備的廣角、長焦、高感光度、防抖等特性和相關技術也會在不遠的將來被融入到照相手機中，而那時照相手機的大致輪廓，我們已不難揣摩。（康翔）