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富士數位相機FinePix F460內部架構分析

上網時間: 2008年03月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:FinePix  F460  LCD 

FinePix F460是富士(Fuji)公司在2006年前後所推出的一款500萬畫素中階相機,它具有3倍的光學變焦和必備的2.5英吋LCD。該相機在推出當時的售價在300美元左右,而現在這款相機已經停產。我手邊的這台相機是一個孩子最近從海灘旅遊後帶回家來的故障產品。它看來似乎是一個理想的拆解對象。

卸下外殼上一排常見的小螺絲釘之後,我把外殼拆成了兩半。相機主體是採用壓印的鋁製外殼和鑄模塑膠製成的,它們共同形成了香煙盒大小的數位相機結構和飾板。而在相機內部,一個塑膠框架支撐著棱柱形鋰離子電池組。另一個金屬框架則容納著LCD模組和系統電子裝置。

儘管我排除故障的任務主要著重於無法拆解的光學部份,但是對電子元件的檢查似乎也是必要的。

從電路板可以看出,F460外殼的富士商標可能是由相機的原始設計製造商(ODM)三洋公司所做的。最顯眼的晶片封裝是一顆印有三洋商標的大元件。(雖然三洋在作為自有品牌數位相機供應商方面未能取得廣泛的成功,但是該公司在範圍更大的相機市場中為各大品牌提供服務方面,卻已經贏得了相當多的業務。)

包括一個剛性和兩個可撓性的電路板共同組成了電子配件,其中剛性電路板支撐著絕大部份的數位相機引擎,而成像元件則由可撓性電路板組裝到鏡頭上。另一個可撓性電路板僅用於相機背面的用戶介面按鈕。

這種架構反映了最近幾年來許多電荷耦合元件(CCD)相機設計中相當普遍的劃分原則。元件的整合似乎已達到了一個穩定的水準。我們所採用的是最近分析相機的典型功能模組分類法。

Sony公司的ICX505 500萬畫素CCD用在影像擷取。傳送畫素的CCD驅動器位於Sony公司開發的一對CXD3440分離式晶片左邊。ADI公司的AD9948A負責處理CCD的輸出訊號,並產生CCD讀取時序。該元件並整合了可變增益放大器、相關雙採樣電路和類比數位轉換電路,以便對CCD的輸出訊號進行正確的數位化,並將數位化訊號輸出到其後的影像處理電路。

Maxim公司的MAX8611晶片整合了多個DC-DC轉換器,可產生一系列電壓值。這種CCD將帶來複雜的偏置問題,並容易形成與成像器等有關的開銷──在大多數中階和高階相機中,這種成像器仍是首選元件。由於性能、成本和功率等原因,行動電話成像、低階數位相機以及高階數位SLR相機都正朝CMOS成像器轉移。

用於鏡頭伸長、畫面推近或拉遠,以及聚焦的馬達控制電路被安排在三洋公司的專用ASIC晶片(LB8659)中。

音訊輸出和麥克風輸入是第三大類比‘島’,其中Rohm BH6412負責處理ADC和DAC作業,以實現處理器和變換器之間的音訊輸入/輸出轉換。Maxim公司的MAX8622處理高壓電荷控制,並與瑞薩公司的絕緣閘雙極電晶體(IGBT)共同用於放電,以便點亮氙氣燈。

至於數位部份,一個小型的NEC微控制器(uPD78F0533)負責接受F460的幾個按鈕輸入,並完成常用的系統控制功能。較大的處理任務則留給三洋公司的影像處理器──這顆主要晶片負責複雜的資料處理,從原始未壓縮的數位影像資料直到JPEG/MPEG壓縮、影像顯示到LCD、影像儲存到內部NAND記憶體或記憶體卡插槽。三星(Samsung)的行動SDRAM (K4M283233)則提供了影像處理所需的工作記憶體。

檢查了所有的電子元件之後,手頭的任務又變成嘗試安裝一個很難應付的鏡頭。最後,公差極微小的鏡頭筒斜面中,由於落入了沙子導致縮放鏡頭被卡住了。這部相機原本能夠加以修復,但是用於快門/光圈的複雜可撓性組件在鏡頭拆卸期間斷裂了,因而在滑軌被清理乾淨之前都不可能再復原了。

最後,我不得不因為這樣的故障而停下工作來了。雖然系統中所有電子元件的可靠性都可進一步提高,但僅僅是吹進相機中的幾顆沙粒就能夠導致嚴重的故障。隨著數位相機性能漸趨穩定,更穩健的機械設計和環境抵禦性能或許也將成為產品差異化的關鍵因素。

圖:FinePix F460是一款具有3倍光學變焦功能的5百萬畫素中階數位相機。
圖:FinePix F460是一款具有3倍光學變焦功能的5百萬畫素中階數位相機。

作者:David Carey

總裁

Portelligent公司





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