背照CMOS/Supper CCD EXR/CCD大比拼!

2024-09-30 13:59:11 1

泡泡網數位相機頻道6月25日我們都知道，傳感器尺寸才是決定成像畫質是否優秀的根本因素之一 ——傳感器尺寸越大，單個像素的開口率也就越大，感光性、信噪比和動態範圍也都會相應提高。那麼有沒有一種不增加傳感器尺寸也能提高感光性、信噪比和動態範圍的方法呢？答案是可以。

最早實現的是富士的Super CCD傳感器，但Super CCD傳感器是採用非傳統的蜂窩狀形式排列像素來提高使用面積，從而提高感光性、信噪比和動態範圍，可以說依然是提升了傳感器尺寸。真正完美實現不增加傳感器尺寸提高感光性、信噪比和動態範圍的是最新的背照式CMOS傳感器，因為採用和普通方法相反、向沒有布線層的一面照射光線的背面照射技術，背照式CMOS不受金屬線路和電晶體的阻礙，開口率（光電轉換部分在一個像素中所佔的面積比例）可提高至近100%，從而實現不增加傳感器尺寸也能提高感光性、信噪比和動態範圍。

背照式CMOS傳感器：

在傳統CMOS感光元件中，感光二極體位於電路電晶體後方，進光量會因遮擋受到影響。所謂背照式CMOS就是將它掉轉方向，讓光線首先進入感光二極體，這樣一來就不受金屬線路和電晶體的阻礙，開口率（光電轉換部分在一個像素中所佔的面積比例）可提高至近100%，從而提高低光照條件下的拍攝效果。

Super CCD EXR傳感器：

Super CCD是由富士公司獨家推出的，它並沒有採用常規正方形二極體，而是使用了一種八邊形的二極體，像素是以蜂窩狀形式排列，並且單位像素的面積要比傳統的CCD大。將像素旋轉45度排列的結果是可以縮小對圖像拍攝無用的多餘空間，光線集中的效率比較高，效率增加之後使感光性、信噪比和動態範圍都有所提高。

不過富士並沒有停止腳步，在去年研發出最新一代的Super CCD EXR傳感器。新的傳感器採用「雙重曝光控制」，即通過控制不同的曝光時間(電荷累積時間)以實現不同的感光度。在這種嶄新的結構中，「A」和「B」兩組捕捉通道「先後」同時工作，最終「A」和「B」兩組通道所採集的圖像信息合併並生成最終圖像。這種電子控制使圖像捕捉實現了對高光和低光細節的全面捕捉。與以往不同的是，Super CCD EXR單位像素點的尺寸大小是完全一致的，這意味著EXR的動態範圍得到了進一步提升。

在對這兩種不同尋常的傳感器都進行一定了解之後，我想大家都有一個疑問：「背照式CMOS和Super CCD EXR傳感器較普通的CCD傳感器究竟在成像上有什麼不一樣？誰更優秀？」我也有著相同的疑問，因此特地把這三種傳感器做了一次比較而寫下了本文。