本帖最后由 burningstar 于 2012-11-8 13:48 编辑
嘿，开始码字之前，先告诉看帖的朋友，这个是技术扫盲贴，有点复杂，但耐心看是能懂的，此外由于是网络收集的资料，本人自己加以分析，不确保完整与否，评价方面纯属个人看法~欢迎高手补充~  Canon 佳能 佳能的CMOS是传统结构，但是佳能在不断优化CMOS的制造工艺。它最新的CMOS导入了集成度更高的制作工艺。例如EOS 550D所搭载的CMOS图像感应器采用了集成度更高的全新制作工艺。采用了新型光电二极管结构，提高了开口率（光电转换效率）。同时，对像素内部的晶体管进行了改良，以提高信噪比。 无间隙微透镜的采用提高了聚光率。 采用了可提高聚光率的无间隙微透镜。无间隙微透镜，是通过改变微透镜形状，消除相邻微透镜间的缝隙，从而提高聚光率的高端技术。此外，缩短微透镜与光电二极管之间的距离，也提高了聚光率。因此，可实现高ISO感光度下的低噪点拍摄。 完整电荷转移的二极管复位功能 当图像感应器将存储电荷的光电二极管复位时，随机噪音会被抑制。因此佳能自行设计了光电二极管和信号读取器。佳能图像感应器首先将残留在光电二极管中的剩余放电电荷(即光信号和噪音信号)传输至相应的信号读取器，然后在读取/保存初始噪音数据时复位二极管。在同时读取光信号和噪音数据之后，初始噪音数据就会被用来消除二极管内剩余的噪音并抑制随机噪音，从而提高信噪比。
松下和奥林巴斯等M43系统的 Live mos 传感器： Live mos与CCD及CMOS功能相同，也是图像传感器中的一种。由奥林巴斯（柯达）及松下共同研制成功，用于二者同时参与的开放式4/3微单系统。该传感器既有CCD成像效果好的优势，同时也具备了CMOS非常省电的特性，在该特性结合基础之上同时能够实现屏幕的实时取景功能。
1、具有良好的低照度性能特性; 2、增益：采用了低躁声技术，降低颗粒性; 3、影调范围：简化了寄存器和其它电路，使得FFT－CCD感光二极管的感光面积更大，提高了灵敏度和提高响应速度; 4、低功耗：其功耗大约是FFT－CCD的一半; 5、高速：简单的电路结构提高了整体的处理速度。 LiveMOS感光元件的优点 感光区域大约是感光元件表面的30%（与CCDs相比）。LiveMOS感光元件的优点是：简单电路要求和更薄的NMOS结构层，从而提供了更大的感光区域。而且，电路技术的改进提高了感光效率和改进了像素质。 新型的光电二极管读出传输机理，将电路通道的数量减少到两条(同CCD感光器件)，从而使得不参与感光的区域变小。通过有效地扩大感光区域，使得捕捉光线的能力加强，在保证了高灵敏度的同时也保证了画面素质。同时，已经研制了新的低躁声光电信号放大电路，将用于以后的灵敏度改进。 在5V低压系统中，采用的专用处理技术，大大地降低了躁声。考虑了工作信号躁声，感光光电二极管深嵌入硅片中，与芯片表面上产生噪声的元件相隔离。使得图象更为清晰，抑制了在低照度下拍摄经常出现得颗粒性和写噪声。这项技术整体改善了低照度下的性能，在低照度下拍摄的画面更为清晰。
Sony 索尼 （背照式传感器始祖+目前综合素质最强的CMOS构架）
Exmor R CMOS背面照明技术感光元件，改善了传统CMOS感光元件的感光度。Exmor R CMOS采用了和普通方法相反、向没有布线层的一面照射光线的背面照射技术，由于不受金属线路和晶体管的阻碍，开口率（光电转换部分在一个像素中所占的面积比例）可提高至近100%。与其以往1.75μm间隔的表面照射产品相比，背面照射产品在灵敏度（S/N）上具有很大优势。 传统的CMOS传感器每个像素点都要搭配一个对应的A/D转换器以及对应的放大电路，因此，这部分电路会占用更多的像素面积，直接导致光电二极管实际感光的面积变小，感光能力变弱。CCD的单个像素点不需要A/D转换器和放大电路，光电二极管能获得更大的实际感光面积，开口率更大，因此在小尺寸影像传感器领域，目前CCD仍占据一定优势，而在大尺寸影像传感器领域，由于单个像素点的面积大，A/D转换器和放大电路占用的面积只是整个像素的很小一部分，影响不大，因此CMOS传感器也得到了广泛的应用。 感光原理：
而Exmor R CMOS将光电二极管“放置”在了影像传感器芯片的最上层，把A/D转换器及放大电路挪到了影像传感器芯片的“背面”，而不是像传统CMOS传感器一样，A/D转换器和放大电路位于光电二极管的上层，“挡住了”一部分光线。这样一来，通过微透镜和色彩滤镜进来的光线就可以最大限度地被光电二极管利用，开口率可以达到100%，即便是小尺寸的影像传感器，也能获得优良的高感光度能力。 相比较之下，传统的表面照射型CMOS传感器的光电二极管位于整个芯片的最下层，而A/D转换器和放大电路位于光电二极管上层，因此光电二极管离透镜的距离更远，光线更容易损失。同时，这些线路连接层还会阻塞从色彩滤镜到达光电二极管的光路，因此直接导致实际能够感光更少。
索尼另一个特有的技术是Exmor。为了解决模拟信号感染噪音的问题，SONY工程师经过多年的研究，最终成功地在CMOS成像器的每列都集成了一个A/D模数转换器。这个技术就是所谓的Exmor技术。
Exmor CMOS技术极大地抑制了噪音，因为信号在每列的时候就被转成了数字信号。众所周知，数字信号比模拟信号抗噪音感染的能力要强得多。在模拟信号中，基本上不可能分辨出哪些是需要的信号，哪些是不需要的信号（噪音）。相反，在数字信号中很容易做到这一点。总之，在每列像素都安置一个A/D模数转换器，极大降低了噪声感染，从而提高了信噪比。
点评松下和奥巴的Live mos：
Live mos 是在CMOS基础上减少了一根EL Wire（电致发光线）并配置新的驱动电路 而不是像CCD那样结合传递电路（Transfor circult） Live mos虽然有和CCD一样的感光面积比例，但是他这样的设计也会和CMOS一样产生多种噪声，加上Live mos主要是M4/3和4/3尺寸的传感器，所以4/3尺寸的Live mos的感光能力不一定比CMOS要强，而对于EXMOR CMOS则更逊色一些。 4/3系统最早是由奥林巴斯（Olympus）与柯达（Kodak）共同设计研发并推广。此规格针对数位单镜反射式相机，目的在于使不同制造商之间生产的交换镜头产品可以无差错的组合使用。4/3系统的名称由来是其影像感光元件被特别设计为三分之四吋（约33.87mm）与长宽比保持4:3的规格。 在2008年Olympus与Panasonic又陆续公开了使用一种称为微4/3系统（Micro Four Thirds）新设计的新相机，并由Panasonic率先量产（Panasonic Lumix DMC-G1）。微4/3系统使用了与4/3系统同样的感光元件规格（尺寸）。 因此live mos 直到现在，一直停留在4/3尺寸系统中，它应用在APS-C甚至更大画幅的可能性很低。所以无法判断Live mos传感器和传统CMOS以及Exmor CMOS的真实差距。
点评佳能的传统构造CMOS：
佳能传感器的相关资料很少，或者是比较难找，我现在查阅官网，也只能知道这么多，但可以肯定的是佳能的CMOS是传统结构的~
只不过佳能不断改进它的CMOS的制造工艺，但是这些手段显得小修小补，关键性的缺陷还是存在，例如开口率和处理干扰信号。要解决这些问题需要在结构上做处理。 另外佳能有在推广比传统APS-C更大尺寸的APS-H画幅的传感器（比全画幅小，比APS-C大，镜头转换率1.3），想以此打‘体积战’。但是很可惜，佳能解决不了成本问题，也使得APS-H成为他自家的独门高端传感器的象征，价格甚至比全画幅还贵，让人有点失望。 佳能曾经发布过1亿像素值的APS-H传感器，证明佳能有能力解决超高密度像素的问题~此外佳能也正是大体积传感器的‘爱好者’，商业级别他推出了APS-H，还为天文和航天开发超大尺寸的CMOS。 点评索尼的背照式CMOS和EXMOR技术： 背照式CMOS的确解决了传统CMOS的一些问题，并取得很好的性能，高感光能力很棒，也获得很好的动态范围表现。另一方面，背照式CMOS的制造难度很大，对电子器件的生产工艺的微处理要求非常高，此技术要求承载二极管的基板要非常薄，大约为传统CMOS的1/100。所以技术不到位的厂家不敢轻易尝试，不然可能会吃力不讨好。 由于背照式CMOS前途无量，所以佳能也在抓紧研究，现在已经掌握一些背照式CMOS技术，但不清楚是否与索尼的一致，2010年佳能就推出了背照式CMOS的卡片机，但直到现在佳能还是没有把这技术用在单反相机上。 EXMOR 技术则具有大幅度降低彩色噪点，并优化了感光能力，至于EXMOR CMOS存在什么缺点，我暂时不是很清楚，其中一个可能是发热，记得A55相机上市，拍摄视频容易过热是因为相机防抖开启后，芯片发热赶不上散热速度。A77和A65可能是采用裁切了一些画面进行数码防抖，所以获得长时间的视频拍摄。
此外，传感器性能的发挥还要看相机处理器的处理分析能力，尼康在这一方面领先一些（当然视频技术除外），尼康使用索尼生产的CMOS却能处理得到比用了同样芯片的索尼相机还牛（D7000和A580比较就是很好的例子，A580并没有发挥EXMOR CMOS的完整实力），所以在传感器无法继续改良的情况下，可以提升处理器性能来弥补传感器的一些不足，当然这也是有限度的，不过好的处理器算法自然给机器锦上添花，K-5和D7000就是很好的例子。
另附上一段FS100、F3、AF100、5D2低照对比的视频： 传感器好坏只是画质前提，至于视频能力要看处理器和软件系统，我在结尾也说了传感器性能的发挥还要看相机处理器的处理分析能力，还有镜头素质。所以综合能力很重要~ | 
发表于 2011-11-14 21:02
楼主
对你的崇拜之心 有人滔滔江水绵绵不断
发表于 2011-11-15 09:33
