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焦点之外 - 索尼COMS图像传感器如何奋斗实现名利双收?

2016年08月03日 02:20 爱活网 作者:佚名 用户评论(0

  焦点之外

  内置ADC、BSI、stacked structure都是CIS常规套路,索尼能做到三星、Omnivision也能做到,索尼想要超越对手,自然要在其它方面下功夫,我们能一些零碎的信息中看到索尼这方面的努力。

  IMX204是一块索尼于ISSCC 2015披露的CIS,官网产品列表亦有其信息,但却未有市售相机采用该传感器。在指标上IMX204并不突出,Exmor RS,1/1.7英寸,20MP像素,全像素读取速度30fps,其真正过人之处在于其它方面——“New is the DOUBLE single-slope ADC for every column, located on the second layer of silicon. So every pixel can be converted into the digital domain twice and in parallel, resulting in a double sampling of the data. If the timing of the ADCs is done right, a gain of 3 dB can be realized (= to the theoretical calculation)。 In this configuration of multiple sampling, the resulting noise level is 1.3 electrons for a gain of 27 dB. ”

  

  这是索尼首款提到双ADC的CIS,双ADC不是什么新鲜技术,我们甚至看过了大量采用双ADC拍摄影视作品——采用Alexa拍摄的《唐顿庄园》、《权利游戏》、《美国队长》、《荒野猎人》、《地心引力》……Alexa是ARRI在2009年推出一款电影级摄像机,其搭载的ALEV III传感器采用了双ADC技术,也就是双增益结构。每个像素拥有2个独立的信号通道连接两组不同的ADC,一个通道读取14bit高增益信号,另一个通道读取14bit低增益信号,最后通过处理器合成出一个16bit高宽度画面。至Alexa发布至今其宽容度从未被一款量产相机、摄影机超越,它能在全感光度范围下实现14stops宽容度,极限宽容度超过15stops。IMX204采用双ADC很可能是为了提高宽容度,也有可能是进一步提高读取速度,以目前信息来看很遗憾是更倾向后者。

  

  从布莱斯·拜尔注册专利到今天整整是四十时间,拜尔阵列一直是CIS实现捕捉彩色图像的主流方案,然而近年来出现了不少新滤镜阵列以求取代老旧的拜尔阵列。索尼在NAB 2011上亮相了 F65电影级摄像机,其CIS为Super35格式,像素20MP,采用了全新的Q67——看起来像个倾斜了45°拜尔阵列,索尼表示Q67能实现更高效的插值采样,只要20MP即可实现8K分辨率。不过Q67仅F65一家再无分店,F65市场占有率也远远低于后来F55。

  

  在去年发布的华为P8手机上采用的IMX278是索尼对改进拜尔阵列又一次改进,在传感器上采用了R、G、B、W四种滤镜来捕捉彩色图像。无独有偶,IMX278仅在P8亮相,再无其它手机使用。从技术层面上说,用什么颜色滤镜捕捉彩色图像更多属于ISP、属于软件算法问题,制造不同颜色滤镜对CIS制造并无多大技术难度可言。

  结语

  经过十年发展,索尼总算把主流传感器技术应用到大小尺寸CMOS图像传感器之上,没有出现所谓的“黑科技”,其结果是多方面的。在移动领域,索尼眼前不存在实力超强劲的对手,凭借着不错的性能、价格,能够获得很好的市场占有率,但利润率有限,现在面临着巨大的挑战——地震致CIS减产会造成三星等乘虚而入。

  索尼COMS图像传感器如何奋斗实现名利双收?

  在相机层面,CIS销售数量虽不如前,但瑞萨退出、东芝被收购,即使佳能、松下尚在,已没有一家日本CIS供应商能正面挑战索尼的地位了。对于抱团只用日本传感器、日本处理器的相机厂商来说,这绝对是一个噩梦,索尼自从拥有了从上游影响相机市场的能力,大家只能含着泪继续用IMX094,说不定现在尼康在后悔没有把东芝半导体部门收入囊中。

  

  而在高端领域,恐怕Teledyne Dalsa、ON Semiconductor、e2v还是对索尼报以呵呵一声,索尼十年努力不过让自己刚刚触摸到门槛而已。

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( 发表人:包永刚 )

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