日系手機討論手機進化動力--高密度封裝實現電視手機(上)

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　【日經BP社報道】 “即使費盡九牛二虎之力、在底板上嵌滿所需的元件，但很快就會要求騰出更多的空間。底板的‘地價’也是一路攀升”。夏普通信系統業務本部個人通信第二業務部第一技術部長山下晃司苦笑著披露了手機開發競爭的內情。

　　底板“地價”上漲的原因就在於不知盡頭在何處的手機高性及多功能開發。比如，手機所配相機的畫質不斷提高，攝影元件的像素已超過200萬。今後還將追加微波數字電視節目接收功能以及基於非接觸IC芯片的電子貨幣功能。嵌入元件的數量將不斷增加。

　　要想在有限空間內容納更多的元件，元件的小型化和無縫隙高密度封裝是必不可少的。

　　下面就來看看NTT DoCoMo的最新機型“P505iS”。這款手機由松下通信公司生產，大量採用了長寬分別為0.6mm及0.3mm的“0603尺寸”元件。由於統一了元件尺寸，就容易實現高密度封裝，松下通信在該款手機上就以0.2mm的等距間隔在底板上排列。同時，還為將多個電路集成到一枚LSI芯片上下了不少功夫。

　　另外，各廠商還通過採用在多層底板上疊嵌元件來節省空間。

　　索尼愛立信移動通信專為DoCoMo開發的“SO505iS”，厚度為25mm，比原款式薄8mm。索尼愛立信改變了原款式存儲芯片的安裝方法，從分3段變為了分5段，安裝密度加大15%、提高了利用效率。通過增加密度，底板面積減小了20%，憑藉省出來的空間增加了播放音樂及影像的新功能。

　　但是，僅依靠減小面積及增加密度還不足以完全解決問題。要促進手機實現高性能及多功能，耗電量是另一關鍵因素。為了給手機的基本功能--通話功能提供充足的電力，手機電路的許多部分都徹底實施了節電措施。

　　另外，為了解決“如果電話頻繁出現故障那可不行”這一用戶的基本要求，在追加新功能的同時，還需要擁有專業技術，製造更強固的產品。

　　手機性能的進化還在完全不同的領域碰到技術課題。那麼，各廠商打算如何解決這些課題呢？本文將從今日起分別對手機的數碼相機、微波數字電視、電子貨幣三大功能展開分析。

一 數碼相機: 以非球面鏡頭實現高畫質

　　手機的數碼相機功能目前已達到與相機媲美的水平。在目前銷售的產品中，配備200萬像素級拍攝元件的有四款，分別是au的“A5403CA”(卡西歐生產)、DoCoMo的“SH505iS”（夏普生產）、日本沃達豐的“V601SH”（夏普生產）及DoCoMo的“D505iS”（三菱電機生產，相機部分由富士膠卷生產）。這些機型均採用CCD（電荷藕合器件）拍攝元件。即使將拍下的圖像打印在紙上，也完全可以當作照片來欣賞。J-Phone（現在的沃達豐）2002年11月向市場投放首款產品時，手機攝影元件的像素數只有11萬（攝影元件為CMOS=互補金屬氧化物半導體）。在此基礎上，2003年5月推出了採用100萬像素級CCD的機型，此後經過半年便達到了200萬像素。

自動對焦彌補缺陷

　　增加攝影元件的像素數、擴大受光面積，投影圖像就會變大、但隨之焦距也會因此而增大。具體而言，11萬像素CMOS上的2mm焦距在200萬像素的CCD上將增大至5mm。這樣，就存在必須擴大鏡頭與拍攝元件之間的距離、相機模塊變厚的問題。雖說只有3mm，但對整體設計的影響卻非常大。

　　為了避免上述問題，各公司均採用了“非球面玻璃鏡頭”。這種鏡頭通過採用將玻璃材料裝入金屬模具模壓成型的方法製成，可局部形成屈光率不同的曲面。如使用該鏡頭，可在受光面積較大的拍攝元件上，在鏡頭與拍攝元件之間的距離很近的條件下成像。

　　但是，如僅採用非球面鏡頭的話，就會產生拍攝照片時對焦範圍變小的缺點。這與使用相機光學鏡頭對焦時，焦點以外的物體均變得模糊的現象相同。因此，在手機數碼相機方面也“希望具有可隨時改變對焦物的AF（自動對焦）功能”（卡西歐通信事業部開發部長末高弘之）。卡西歐和夏普已借上市200萬像素產品為契機導入了AF。雖然松下移動推出的“P505is”只有128萬像素，但也採用了AF功能。

　　卡西歐採用步進馬達(Stepping Motor)為改變鏡頭位置提供動力、進行對焦操作。將電流變為邏輯0或邏輯1的脈衝信號送給馬達，馬達就會根據信號按一定的角度旋轉。收放鏡頭的鏡筒帶有螺旋狀的溝槽，通過馬達啟動這些溝槽與齒輪咬合、調節位置。

　　夏普在動力方面採用了電磁鐵。通過磁鐵的反作用力來微調配置有鏡頭的筒狀部件。夏普通信系統事業本部個人通信第一事業部技術部長後田仁解釋說：“雖然馬達的動作非常準確，只是尺寸較大。所以即便是增加一些功耗，還是選擇了尺寸較小的電磁鐵。

　　由於要求自動對焦部件必須精確地動作，所以各公司對防衝擊措施十分重視。松下移動通信為了吸收碰撞時產生的能量，用橡膠外殼覆蓋了相機部位，並覆蓋了樹脂外架。其他公司也採用了質量較輕的高強度鎂制外架等對策。目前的產品“從1.5m的高度摔落到堅固地面上也不會損壞”，通過了衝撞試驗指標。

　　在採用AF的廠商逐漸增多的同時，富士膠卷和松下分別在各自的100萬像素和130萬像素的CCD上採用了固定焦點。松下的應用平臺開發部部長本多隆解釋說：“如果以帶鏡頭的膠卷相機的感覺來拍攝的話，就不需要AF功能。因為可動部件容易損壞所以未採用。”

　　不論選擇哪一種方式，照此發展下去的話，像機手機就與數碼相機沒什麼兩樣了。事實上，各公司的手機均在使用與數碼專用機器相同的拍攝元件及圖像處理技術。

　　那麼，手機的數碼相機功能將會提高到何種程度呢？卡西歐開發部長末高弘之斷言：“200萬像素並不是終點”。各公司已不再滿足於只配備AF功能，而是開始著手開發配備光學鏡頭的產品。不遠的將來，即使出現“帶手機功能的數碼相機”，也不再是什麼不可思議的事情了。（未完待續，記者：瀧本 大輔）

奧提斯 於 2016-05-28 16:50:32 修改文章內容

奧提斯 於 2004-02-11 21:26:00 修改文章內容

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