Sony 成功研发具有全域快门的层叠式 CMOS!

无论你是否使用 Sony 相机,又或者你对 Sony 相机有甚幺看法,但无可否认他们近年的「黑科技」真的是愈来愈强。特别是在感光元件方面,由于它是拍摄功能的核心,加上 Sony 在感光元件市场的佔有率颇高,不少相机和手机厂商都要对他「马首是瞻」。单是看看 2016 年日本熊本县发生的地震,因令到 Sony 感光元件的生产线一度停产,使不少相机品牌要将产品的拟定推出日期一再押后,可见 Sony在感光元件的影响力的确非同小可。而 Sony 半导体公司日前就发表已成功开发可实现 Global Shutter 全域快门功能的层叠式 CMOS 感光元件,势令有关感光元件的技术优势持续,最大的得益就当然是「自己友」的 Sony 相机啦!

Sony 成功研发具有全域快门的层叠式 CMOS!

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虽然 Sony 是次为业界带来新突破的感光元件只有 146 万像素,但是由于兼具全域快门和层叠式的特性,日后发展的前景亦是无可限量的。传统使用 Rolling Shutter 滚动快门的 CMOS 感光元件,由于每一行水平像素才会被分配一个数码类比转换器(ADC – Analog DigitalConverter),当进行「逐行扫描」时,每行画面的数据处理都会出现时滞,而特别在拍摄移动中的物件时,「逐行扫描」的弊端就会令到有关的影像出现若干的变形。

Sony 成功研发具有全域快门的层叠式 CMOS!
▲新 CMOS 的尺寸介乎 4/3"(17.3mm x 13mm)与 1"(13.2mm x 8.8mm)之间。

全域快门的好处是在感光元件的每个像素都加入数码类比转换器,能够即时读取数据,避免滚动快门带来的变形问题。可是,以 Sony 新研发的 146 万像素感光元件为例,改用全域快门设计后,数码类比转换器的数量是一般感光元件的 1,000 倍,数据量是传得更快,但衍生出来的耗电量问题亦使全域快门成为双面刃。而有见及此,Sony 就改用更小巧的 14-bit数码类比转换器,即使在低电流和耗电量下,亦拥有最佳的性能。

Sony 成功研发具有全域快门的层叠式 CMOS!
▲新 CMOS 之技术原理

全域快门的问题解决了,那 Sony 又如何将此融入在层叠式 CMOS 感光元件上呢?大家记得在两三年前投入量产的 Sony 层叠式 CMOS 吗?是次 Sony 乾脆在新的 146 万像素感光元件引入层叠式 CMOS 技术,数码类比转换器和暂存记忆体全部在感光二极管的下面,结合 300 万个 Cu-Cu(铜 – 铜)的连接方式,大大提升数据的传送处理速度!

Sony 成功研发具有全域快门的层叠式 CMOS!
▲Sony 新研发的 146 万像素 CMOS 之拍摄效果。(曝光时间为 0.56 毫秒)

别以为今次 Sony 研发的 146 万像素感光元件没有甚幺「睇头」,以感光元件的 16.08mm x 12.73mm 尺寸计,其大小介乎 4/3" 的 17.3mm x 13mm 至 1" 的 13.2mm x 8.8mm 之间,说不定日后量产版本将会迅速套用在 Sony RX100 系列机仔身上,就如同当年 Sony 率先将层叠式 CMOS 用于 RX100 IV 一样!

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