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图为CMOS传感器外形 随着可拍摄影像的设备的发展，越来越多的设备应用了“摄像头”。可是您了解摄像头里面将光影转换成数据的部件是怎么工作的吗？如果您对它的奥秘心存好奇？请跟随小编来了解一下。 CMOS是互补金属氧化物半导体的意思。它不仅仅应用于感光元件领域，还广泛存在于存储芯片中。这是一种控制电压放大的元器件。 说到如何使CMOS感光？先要说说拜耳阵列。由拜耳阵列确定光的三元色转换成数据。一般的CMOS传感器是这样通过拜耳阵列工作的：拜耳阵列将像素（都是R(红)、G(绿)、B(蓝)）三个颜色组成的方格划分成一个2×2的正方形单元，然后计算这三个像素的色彩，每个单元中RGB滤镜的位置都是一样的。其他类型的COMS都是以它为基础进行改进出来的。 图为拜耳阵列 它的优点是工艺成熟没有产能限制，价格便宜，涵盖所有规格大小，功耗很小；缺点则是相对其他CMOS没有什么鲜明的特点，由于采用有规律的像素排列方式会产生摩尔纹，而在CMOS前加一片滤镜则会尽量减少摩尔纹对图像的干扰。 既然谈到摩尔纹，熟悉数字图像的朋友们可能都清楚。这是数字图像成像技术带来的不可避免的缺点。那有没有办法克服这一缺点呢？随着适马DP系列相机的发布，Foveon X3也随之发布了。Foveon X3是全球第一款可以在一个像素上捕捉全部色彩的图像传感器。通常采用CCD或者CMOS的数码相机是在同一像素上只可记录RGB三种颜色中的一种，而Foveon X3采用三层感光元件，每层记录RGB的其中一个颜色通道。它的优点是影像更鲜锐、增加照片细节，不会有摩尔纹；缺点则是工艺复杂导致产能有限，功耗较高，目前没有全幅。 图为Foveon X3 普通的拜耳阵列要加低通滤镜才能避免照片出现摩尔纹，但有低通滤镜画质要打折扣，进光量也要损失，而用FoveonX3又有太多的限制，怎么办呢？富士想到了一个办法，模仿胶片的银盐，把色彩像素的位置改一下，改成无规律的（其实是有规律的）。然后X-Tran就诞生了。它的优点是保留原普通CMOS的优点，去低通滤镜后锐度的提升和增加了一点点的进光量；缺点则是没有全幅，像素较少。 图为X-Tran感光元件 索尼则在背照式CMOS领域善舞长袖，这项技术提升了CMOS采集图像的亮度。Exmor R CMOS背照技术感光元件，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，大大改善低光照条件下的拍摄效果。改变了CMOS的方向意味着承载二极管的板子要非常薄，大概是传统CMOS的百分之一。它的优点是提高小面积CMOS的高感和低光照下的画质；缺点则是在较大面积的CMOS上这项技术的优势不明显。另外索尼还发明了曲面CMOS等新技术CMOS。 图为Exmor R CMOS感光元件技术解析 随着CMOS感光元件的发展，消费级图像采集设备成像质量越来越高。我们更方便地留住了生活中的美好瞬间。下一期《光影与数据的翻译》，我们将介绍往日高端相机的代象征——CCD感光元件。 |
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