Обзоры Обзоры 04.02.2003 в 22:00 comment

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?

author avatar
https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://itc.ua/wp-content/themes/ITC_6.0/images/no-avatar.svg

ITC.UA

автор


Слухи о том, что мегапиксельные светочувствительные сенсоры (матрицы) в 2003 г. найдут применение в мобильных телефонах со встроенными цифровыми камерами, появились в конце прошедшего года, но уже успели широко разрастись на благодатной почве, ярко иллюстрируя возможный сценарий развития целого рыночного сегмента.


Интеграция цифровых камер в мобильные телефоны (или так называемые camera phones — камерафоны) на сегодняшний день является едва ли не самым модным направлением в индустрии устройств сотовой связи. Если в Украине представлено всего несколько таких моделей аппаратов, то в мире, за счет OEM-устройств операторов мобильной связи, их гораздо больше, и еще больше будет выпущено в ближайшие месяцы. Например, передовик отрасли Nokia обещает уже в первом квартале представить четыре новых камерафона. О планах по выпуску аналогичной продукции объявили также Sony Ericsson, Motorola и Samsung.

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?
Оптический тракт и светочувствительный сенсор Sanyo специально для цифровых фотокамер в мобильных телефонах

Так уж получается, что большинство нововведений, касающихся мобильных устройств и, в частности, телефонов, прежде чем попасть на международный рынок, тестируются японскими пользователями — главными потребителями высоких технологий. Это касалось и общедоступных ныне сервисов SMS, WAP, и набирающего популярность MMS. То же самое в свое время происходило и с телефонами, оснащенными цифровой камерой, — сначала они снискали популярность у "самой фотографирующей нации". Сегодня иметь встроенное 0,31-мегапиксельное фотографирующее устройство стремятся и американские, и европейские пользователи сотовых телефонов, которые вместе с японцами составляют основную массу потребителей телефонов с цифровыми камерами.

Сообщение о планирующемся выпуске камерафонов с 1,3-мегапиксельной матрицей больше всего взбудоражило производителей недорогих (и небольших) цифровых фотоаппаратов. Причем их портативность, а вернее, то, под каким "соусом" большинство из них выводится на рынок, сыграло злую шутку с поставщиками цифровых камер. Колоссальные затраты на маркетинг и рекламные образы, пропагандирующие легкость использования и небольшую массу, скоро, по всей видимости, будут работать на совсем другие фирмы и другие устройства. Однако в деле выпуска камерафонов существует пока широкий спектр проблем, связанных с самим использованием столь большого числа пикселов в столь малых по размерам устройствах.

Мегапиксельные проблемы

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?Перефразируя известную пословицу — не было бы так интересно, если бы все было так просто. Массовый выпуск мегапиксельных (и более) камерафонов останавливает целый ряд серьезных технических ограничений.

Когда в 2001 г. началась конкуренция между светочувствительными сенсорами для мобильных телефонов, вопрос о том, что выбрать — CCD (Charge-Coupled Device) или CMOS (Com­ple­mentary Metal Oxide Semi­con­ductor) — практически не стоял. Чувствительность матрицы была отнюдь не первым приоритетом. Главное требование заключалось в продолжительной автономной работе от аккумуляторных батарей и дешевизне компонентов, что и определило выбор в пользу CMOS. Однако вскоре стало понятно, что, как и в случае с цифровыми фотоаппаратами, пользователям камерафонов также необходимы качественные снимки при "сложных" съемках, например движущихся объектов или в условиях недостаточной освещенности. Выпуск корпорацией Sanyo коммерческой CCD для сверхпортативных фотографирующих устройств обозначил начало перехода на более "чувствительную" технологию, тем более, что разница в стоимости 0,31-мегапиксельных матриц CMOS и CCD составила к тому времени примерно $4 за единицу.

Онлайн-курс Pyton від Powercode academy.
Опануйте PYTHON з нуля та майте проект у своєму портфоліо вже через 4 місяця.
Приєднатися

Следующим по принципиальности остается вопрос о выборе архитектуры CCD-матрицы. В бытовых цифровых фотоаппаратах чаще всего применяется IT (Interline Transfer) CCD. Однако один из трех лидеров производства — корпорация Sharp — объявила о смене стратегии для мобильных телефонов: она собирается предлагать так называемые FIT (Frame-Interline Transfer) CCD, вобравшие в себя все преимущества IT и FT (Frame Transfer).

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?
J-SH52 — камерафон с функцией съемки видеороликов и записи их на SD-карту

Новую ПЗС-матрицу представила и Fuji Photo Film. Ее Super CCD Ho­neycomb основана на архитектуре IT. Интерес к ней уже проявил крупнейший японский оператор мобильной связи NTT DoCoMo, применивший разработку Fuji Photo Film в телефонах mova D251i/F251i стоимостью в Японии $64 и $53 соответственно.

Два других гиганта—производителя IT CCD несмотря ни на что собираются выходить на рынок мобильных устройств с имеющимся потенциалом выпускаемого продукта. Так, Sony уже объявила о выпуске 1/6-дюймовой 0,31-мегапиксельной матрицы, а Ma­tsushita Elec­tric в 2003 г. планирует предложить производителям телефонов новую 1,3-мегапиксельную разработку. Последним достижением Matsushita стали 350 тыс. пикселов в 1/6-дюймовой матрице.

Потенциальный успех камерафонов, способных делать снимки с высоким разрешением, с неизбежностью приведет к необходимости уменьшать размер пиксела, а вернее, расстояние между центрами соседних ячеек (субпикселов). Пока производителям 1/4-дюймовых матриц удалось достичь минимального размера ячейки в 4,5 мкм, в то время как реальное использование всех 1,3 млн. пикселов в матрицах 1/4 дюйма возможно только при размере ячейки в 2,8 мкм. Этот рубеж уже достигнут производителями бытовых цифровых фо­то- и видеокамер, но не мобильных устройств.

Одна из наиболее трудноразрешимых проблем, по мнению экспертов, заключается в сохранении чувствительности, которая присуща 0,31—0,35-мегапиксельным матрицам. Это является главной причиной, по которой размер ячеек в сенсорах камерафонов остается на уровне 4,5 мкм. Если уменьшить их до 3—3,5 мкм, чувствительность резко снизится и применение 1,3-мегапиксельных матриц станет бессмысленным.

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?Эксперты видят два пути решения этой проблемы при уменьшении размера ячейки. Первый заключается в модернизации микролинз, способных обеспечить большую концентрацию света, попадающего на фотодиод. Одновременно с этим предлагается сдвигать микролинзы в сторону от центра ячейки пропорционально ее удаленности от центра ПЗС-матрицы. Второе решение предполагает использование фотодиода для преобразования попадающего на него света в электрический заряд и затем — в электрический сигнал. При таком подходе потребуется дополнительный слой полупроводников, зато качество изображения будет зависеть от мощности светового потока в минимальной степени.

Даже если 1,3-мегапиксельная технология станет доступной широкому кругу пользователей мобильных телефонов, без модернизации оптики все усилия производителей матриц станут, по сути, бесполезными. Некоторые крупнейшие разработчики уже высказались о том, что без серьезной переработки оптического тракта разница в качестве изображения между 0,31—0,35- и 1,3-мегапиксельными матрицами будет несущественной. В ответ на это West Electric — подразделение Matsushita Electric — объявила о выпуске объективов, позволяющих решить эти проблемы. Новая разработка, которая выйдет в серийное производство уже весной 2003 г., состоит из трех линз — все шесть ее поверхностей являются асферическими.

Онлайн-курс Pyton від Powercode academy.
Опануйте PYTHON з нуля та майте проект у своєму портфоліо вже через 4 місяця.
Приєднатися

Дешевые цифровые камеры скоро исчезнут?Еще два решения этой проблемы предложили Konica и Milestone. Первая пошла по пути уменьшения толщины объектива, начав его производство вместе с новой 1/4-дюймовой мегапиксельной матрицей. При этом размер ячейки составляет 3,2 мкм. Разработчики считают, что их новый комплект "оптика + матрица" позволит довести длину оптического тракта до 8 мм.

Milestone удалось уменьшить этот показатель до 7 мм за счет применения четырех асферических линз вместе с 1/4-дюймовой матрицей с размером ячейки 2,8 мкм.

Итак, проблемы применения матриц, способных захватывать изображение с разрешением более 1 млн. пикселов, постепенно решаются. На волне оптимизма некоторые производители уже обнародовали планы — к 2004 г. перешагнуть барьер в 2 млн. пикселов.

Тем временем японские операторы мобильной связи планируют за счет мегапиксельных матриц, а вернее, благодаря возросшей потребности передачи картинок большого раз­решения, увеличить продажи телефонов поколения 3G. Больше всего на это рассчитывает NTT DoCoMo, которой с октября 2002 г. удалось привлечь меньше миллиона абонентов, тогда как ее основной конкурент KDDI подписал на свой 3G-сервис CDMA2000 1x уже почти 5 млн. пользователей.

К неудовольствию поставщиков цифровых камер low-end, решив текущие проблемы, производители линз и матриц займутся расширением возможностей встроенных в мобильные телефоны мегапиксельных цифровых камер. К концу 2003 г. могут появиться аппараты, оснащенные LED-мини-вспышкой, функциями макросъемки и прочими полезными опциями.

Многие поставщики надеются, что новое поколение мобильных телефонов будет рассчитано не только на фотосъемку. Спросом начнут пользоваться аппараты, прототипом которых уже сегодня может служить модель J-SH52. Ее в апреле 2002 г. выпустила Sharp для третьего по величине японского оператора мобильной связи J-Phone. Этот телефон позволяет проводить видеосъемку частотой 3—4 кадра в секунду при разрешении кадра 120 88 пикселов. Причем длительность роликов ограничивается только емкостью флэш-карты SD, совместимой с этим устройством.

Эксперты считают, что в ближайшее время камерафоны найдут широкое применение в деловой сфере. Даже с имеющимися возможностями эти устройства активно используются в некоторых областях диагностической телемедицины, строительства и торговли. Остается только догадываться о том, насколько широкое распространение и в бизнесе, и в сфере развлечений найдут новые камерафоны с мегапиксельными сенсорами.

Продолжается конкурс авторов ИТС. Напиши статью о развитии игр, гейминг и игровые девайсы и выигрывай профессиональный игровой руль Logitech G923 Racing Wheel, или одну из низкопрофильных игровых клавиатур Logitech G815 LIGHTSYNC RGB Mechanical Gaming Keyboard!


Loading comments...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: