可拍照手机吹响图像性能革新的号角(图)
可拍照手机已经不可否认地成为拍摄突发事件场面的最便利的工具。但是,即使是最随意的摄影师,也不愿意放弃他们功能独立的数码相机(DSC)而完全依赖于可拍照手机来捕捉重要的画面。在这种情况下,图像传感器公司和可拍照手机设计人员必须披荆斩棘走过一条漫长之路,才能使手机中的相机真正能与独立的数码相机相抗衡。
可拍照手机所面临的技术挑战包括：使可拍照手机能够在低亮度环境下拍摄更佳质量的照片,并增加高性能的功能,如自动对焦和光学变焦,同时又不牺牲手机的超薄外形,或者不增加手机的成本。
的确,与独立的数码相机相比,“可拍照手机的可用空间要少20倍,并且它们的成本也需要低20倍,”图像芯片提供商OmniVision Technologies公司负责主流产品业务的副总裁Jess Lee指出。这些严酷的现实使得某些供应商质疑将可拍照手机的拍照功能升级到高端数码相机的努力是否值得。
研究表明,“90%的可拍照手机用户从来不把他们用手机拍摄的照片打印出来,”意法半导体(ST)成像产品部行销总监Philippe Quinio指出。
图：可拍照手机中的数字图像采集与处理链。
具体而言,全球可拍照手机所拍摄的照片中有70亿张从未被上传或打印,CMOS图像产品开发商TransChip的产品行销总监Rutie Adar表示。许多消费者根本不愿意劳神去学习如何把照片从其手机中提取出来。即使是那些将照片提取出来的用户,也因为感觉图像质量太差而不会去将其打印出来。
柯达公司在可拍照手机与独立的数码相机之间划了一条鲜明的界线,它称前者是“一种能照相的设备”而后者是“一种用于照相的设备”。如果目前的趋势继续下去的话,“可拍照手机将变成一个特定市场的产品,”柯达公司战略关系部行销副总裁Nancy Carr说,“你必须正确地把握它,否则就会失去商机。”
但是,在实用性方面的疑虑继续困扰着业界,因为可拍照手机仍然没有“即按即发”和“即按即印”功能,对于许多消费者来说这些都是问题。而随着百万级像素对可拍照手机带来的压力越来越大,图像质量问题将变得比现在严峻得多。
随着图像传感器分辨率的提高,200万或300万像素的图像传感器正在变成中端可拍照手机的标准配置。这或许会令消费者得出如下的结论：手机的拍照不再只是一种玩具功能。但是,单靠一个高分辨率的传感器还不能确保照片具有更好的质量,同样不可或缺的是一个构思良好的系统级设计,它可以弥补性能一般的镜头系统的不足。
“随着把像素尺寸降低到2.2微米并最终降低到2微米以下,将在下列一些方面带来明显的挑战：即感光度降低、噪声增加、以及图像总体质量降低。”Future Image旗下的《移动图像报道》(Mobile Imaging Report)编辑Tony Henning说,“如果镜头很差或者原始数据处理不好,即使用一个高性能的传感器,图像质量仍然可能很差。”
这个问题的核心在于管理图像数据流的系统级设计。“像素技术、可以弥补光学器件不足的图像传感器处理算法、以及最优的光学器件规格是需要具有的三个基本要素,”ST公司的Quinio说,“缺少任何一个都可能带来问题。”
去年,业界的焦点是放在新的像素架构上,以便克服随着像素尺寸的缩减而出现的感光度下降现象。今年,研究的热点是自动变焦。可拍照手机一般配备小型固定塑料镜头。“没有自动变焦,在60厘米以内和20米以外的任何东西都会变得模糊,”TransChip公司的Adar说。
在今年举行的3GSM世界大会上,TransChip公司展示了一种用于可拍照手机的自动变焦技术。据Adar介绍,该公司已在提供一个商用自动变焦模型,它采用一个语音线圈而且已经完成跌落测试。而在该展会上,TransChip公司公布了一种自动变焦传感器,它采用基于Johnson Electric公司自动对焦技术NanoLens与一个Helimorph驱动器的压电技术。此外,TransChip正在研究一种“液体镜头”技术,它完全没有可动部件,而且据说它可以始终保持图像聚焦。
不过配备自动变焦功能的可拍照手机仍然是一种稀有之物。“对一个薄外形的可拍照手机来说,基于一个非常简单的语音线圈系统的自动变焦单元显得又大又笨,”OmniVision公司的Lee说,“而且它额外增加了大约4美元的成本。”另外,该系统能否通过苛刻的跌落测试也是另一个令人关注的因素。对可拍照手机来说,该跌落测试高度为1.5米,而数码相机的跌落测试却没有这么严格。
