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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。

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。

现在许多图像传感器的设计人员正在把他们的注意力转向高级图像传感器和目前可拍照手机所用的基本塑料光学部件之间的性能不平衡上，寻求可以填补两者差距的解决方案。

Dblur技术公司是一家光学和图像处理解决方案开发商，其行销和销售副总裁Guy N. Michrowski列举了业界钟情于新光学解决方案的两个理由。首先，他表示，“传感器正一日千里发展着，而光学部件还保持着老样子。”其次，随着最近像素尺寸的减小，“图像传感器开始遭殃。”

软件镜头

业界必须“从光学设计的物理限制中解脱出来，”Michrowski说。Dblur计划用一个“软镜头系统”来替代物理镜头，该系统将一个Dblur设计的定制物理镜头与一个特有的图像处理IP核结合在一起。这项技术的第一个目标将是自动变焦功能，但是公司声称该基本技术同样可用来拍摄出超级质量的图像，而且还能简化光学变焦系统或大大减小可拍照手机的厚度。

去年收购了CDM Optics的OmniVision公司，承诺在年末为可拍照手机提供一种高倍数的自动变焦功能，被称作为OmniFocus。该公司声称，利用CDM Optics名为Wavefront编码的专利光学编码技术，其新的图像传感器可以对一个焦距之外的光学编码图像进行解码，并将其转换成一个景深明显增加的背景下的清晰图像。

“Dblur、mniFocus、DxO(图像处理软件提供商)和其它一些公司，已经通过将廉价的镜头与波前编码这类处理技术相结合的方法，获得了令人印象深刻的高图像质量，”Future Image公司的Henning说，“不过这只是其中的一种方案。”

像Varioptic公司这样的液体镜头目前正在进入市场，Microalign公司的微镜头表现出巨大的市场前景，Olympus公司的棱形镜头，出自Johnson电气公司的压电驱动器，还有NST(New Scale Technologies)公司承诺的为自动变焦和光学变焦提供既小又轻且皮实的高功效电机，Henning介绍说，所有这些进展将导致“可拍照手机性能的显著改进”，并将成为“最先采纳它们的制造商手中的特色王牌。”

与此同时，像素设计继续曲折发展以提高灵敏度。赛普拉斯半导体去年夏天推出了一种每像素三个晶体管的架构，它可以提供高感光度，同时又不增加像素晶体管的数量或者不牺牲图像质量。而柯达公司的Pixelux技术把针状光电二极管、四晶体管像素与一个共享像素架构结合在一起，从而获得低亮度条件下的高感光度。

Micron Technology公司去年展示了业界第一个1.7微米像素的图像传感器。该公司坚信通过像素尺寸的减小，可使可拍照手机能提供“数码相机的相片质量、摄像机的功能和高清晰度，”Micron公司图像部副总裁Bob Gove如是说。业界一些趋势，如Wi-Fi和WiMax的可用性日益提高、手机中可移动媒体的应用在上升等，将使真正的数码相机技术转移到手机上变得容易很多。

虽然技术细节还没有公开，由Blue Run风险投资公司投资的、位于以色列的从事图像传感器研发的新创公司Advasense，计划在年底开始进行一种图像传感器的样品试验，据报道，其敏感度性能比现有方案好10倍。

帧级存储器

另一个造成可拍照手机图像质量和数码相机图像质量有很大差别的设计因素是图像存储器的利用。在数码相机中，首先对一个原始图像进行采集并存储在存储器中，随后再处理成JPEG格式，ST公司的Quinio说，而在可拍照手机中，因为没有帧存储器，所以原始图像采集后就必须进行立即处理，一般使用一个小型线缓存器。

Micron技术公司认为把帧级存储器集成到SoC传感器中只是一个时间问题。“多图像帧级存储器对于可拍照手机实现视频功能来说是必需的，”Gove说。

与此同时，关于图像传感器和图像信号处理(ISP)模块划分的争论依然没有结束。Qualcomm公司已经提倡将图像信号处理功能从图像传感器中分离出来，而让基带处理器提供该功能。其它公司也已经研发出图像流水线处理算法，这些算法可被压缩到高端手机所用的一个应用处理器中。

然而，TransChip公司的Adar争辩说，ISP和图像传感器模块之间的紧密配合使得手机生产商能够更快地把产品推向市场。对于核心技术不是图像处理的基带处理器公司来说，开发先进的图像处理算法已经变得日益困难，她说，另外，“尽管基带处理器公司进行了投资，但他们发现无法收回图像处理所需的额外费用。”

其它图像传感器公司，尽管原则上同意Adar的看法，但表示他们有义务制造不同版本的图像传感器以应对不同价位上可拍照手机的需要。