“3DS是我们多年以来致力于3D技术产品化的结晶”……8个月前，任天堂代表董事社长岩田聪这样高调宣布。
2011年2月26日，便携式游戏机“任天堂3DS”上市。为实现裸眼3D影像显示，任天堂采用了何种技术？
为了探明这一点，本站拆解了3DS，对实现裸眼3D的图像技术进行了分析。
任天堂于2011年2月26日在日本上市了支持裸眼三维（3D）影像显示的便携式游戏机“任天堂3DS”。据出版游戏杂志的Enterbrain公司的报道，3DS上市两天销量就达到了37万1326台。这为实现2011年3月底之前在全球销售400万台的宏伟目标顺利开了一个好头。
3DS的最大特点是，机身处处体现了用一台产品即可享受3D的创意（表1）。除了可显示3D影像的画面外，还配备了拍摄3D影像的摄像头。另外，全力扩充了3D游戏及影像内容的发送等软件方面的功能。为提高操作性，新配备了360度的模拟输入装置、角速度传感器及加速度传感器等。
与原机型“任天堂DS、DS Lite、DSi、DSi LL”相比，3DS强化了很多功能。为了探寻其设计思想，本站在电子技术人员的协助下，拆解并尝试分析了3DS。在这一过程中，我们看到的是任天堂坚持不懈的努力，“多年来，我们一直在追求使游戏实现3D显示的可能性”（任天堂代表董事社长岩田聪）。
利用软件控制3D影像的强弱
首先来看一下支持裸眼3D影像的画面。3D显示功能配备于上下两个画面中的上画面部分。配备的液晶面板模块为3.53英寸，像素为800×240。显示3D影像时将水平方向的像素分配给左眼和右眼使用，因此实际像素为400×240。视点数为1，只能在正面看到3D影像。
上画面的影像可通过操作机壳侧面名为“3D Volume”滑杆调节3D显示的强弱，此外还能切换为通常的二维（2D）显示。为了将像素分配给左右眼使用，3D显示采用的是部分遮蔽面板光的“视差格栅”方式，不过任天堂没有公布详细情况。
在拆解之前，在3D Volume打开的状态下放大上画面进行观察后确认，除了影像显示用液晶面板之外，还采用了配备视差格栅开关功能的液晶面板（图1，图2）。即使通过滑动3D Volume调整3D显示的强度，视差格栅的宽度也不会发生变化。关闭3D Volume后则不显示视差格栅。由此可以判断，3D显示的强弱、即左右视差的调整其实是通过软件处理实现的。“改变视差格栅的宽度和面板折射率，可调整左右的视差量，但考虑到3DS的处理能力，还是利用软件处理比较简单”（3D技术人员）。
2枚面板一体化
在分析液晶面板模块的过程中，拆解人员逐渐发现了任天堂为提高3D影像显示性能所采取的措施（图2）。
第一，影像显示面板和形成视差格栅的面板合为一体。估计是用粘合剂或胶带粘贴在一起的。根据柔性基板（FPC）的情况判断，从显示面来看上部为影像显示面板，下部为形成视差格栅的面板。通过一体化，“2枚面板的位置不会错位，不容易发生左右眼影像重叠的串扰现象”（液晶面板企业的技术人员）。
第二，在影像显示面板的像素排列中，RGB的子像素沿纵向排列。而在用于手机和电视的液晶面板中，一般为横向排列。纵向排列，“可在显示3D影像时抑制色斑的产生”（3D影像相关的技术人员）。
第三，纵向和横向分别改变了隔开子像素的区域（黑色矩阵）的宽度。在普通的面板中，纵向和横向的宽度没有太大差别。技术人员分析道：“稍微扩大横向宽度的话，不容易产生串扰和亮斑。如果稍微缩窄纵向的宽度，则能提高开口率和亮度”。
第四，LED背照灯使用了12个LED，提高亮度的薄膜和扩散膜等光学部件共使用了6枚，均比普通的产品多。估计是为了减少形成视差格栅时的亮度下降。
保守的主板
下面来看一下机壳下侧，此处备有单侧（背面）封装的主板（图3）。独立存在的基板只有无线LAN模块基板、红外线传感器模块基板和SD卡用插槽基板。由于机壳上侧没有基板，因此摄像头模块、液晶面板模块和扬声器等通过FPC直接与主板连接（图4，图5）。
仔细观察主板会发现，部件配置较原机型没有太大变化。部件集中的部分非常有限，还有很多区域什么元件也没配置。“与智能手机的主板相比，感觉一点也不考究。可能由于表面要安装十字键的操作开关等部件，需要为基板确保足够空间的缘故吧”（半导体企业技术人员）。
主板上新配备的部件只有意法合资公司意法半导体（STMicroelectronics）制造的加速度传感器和美国InvenSense制造的角速度传感器等。估计主CPU（本站推测为富士通半导体制造）、FCRAM（富士通半导体）及音频处理IC和电源控制IC（均为美国德州仪器制造）等产品的供应商从DSi起就没有改变过。虽然NAND闪存由韩国三星电子的产品更换成了东芝的产品，但也有可能同时从两家公司采购。
在可以称之为3DS“心脏”的主CPU周边没有发现除FCRAM以外的芯片。因此，估计内置了英国ARM的处理器内核、Digital Media Professionals的3D图形内核、影像编解码处理电路、摄像头用ISP（Image Signal Processor）以及3D影像处理电路等。虽然追加了功能，但外形尺寸与DSi的主CPU相同，约为15mm见方。半导体企业技术人员表示，“DSi采用65nm制造技术。而3DS极有可能采用了更微细化的制造工艺”。
连接器数量之多令人吃惊
仔细观察主板，连接器的数量之多吸引了拆解人员的注意。主板上的连接器数量包括外部接口在内达到了17个。另外，扬声器用FPC也使用了两个连接器来连接形成视差格栅的液晶面板和LED背照灯（图5）。“估计这会让连接器企业高兴得跳起来”（电子部件技术人员）。
一般来说，如果印刷基板的数量减少，连接器数量也会减少。尤其是“随着手机向智能手机的过渡，基板数量缩减到了1枚，因此这种倾向更为明显。3DS封装空间充足，如果改进部件的配置，应该还可以减少连接器数量”（前述电子部件技术人员）。今后在改进基板时估计会减少连接器的数量。
连接器方面也有吸引拆解人员关注的部分。即连接“L”/“R”按钮和主板的FPC尽管布线数只有3根，却使用了8端子连接器（图6）。该连接器是从上面摁下的类型，“没有端子数少于8的产品”（上述技术人员）。L/R按钮和主板的连接在机壳下侧组装工序的最后进行，因此即使连接器的成本会升高，也要选择兼顾组装便利程度的部件。
无线LAN模块尺寸减至DSi的2/5左右
此外，作为独立基板安装的三美电机的无线LAN模块较DSi缩小了尺寸。外形尺寸为约23mm×约16mm，是DSi的约40mm×约22mm的2/5左右（图7）。
之所以能够实现小型化，是因为减少了无线LAN收发LSI的数量。DSi封装了美国创锐讯（Atheros Communications）支持IEEE802.11b/g和三美电机支持IEEE802.11b的两种产品。而3DS只封装了创锐讯支持IEEE802.11b/g的产品。
版权所有