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高清DV传感器正朝CMOS方向发展 |
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| http://cn.newmaker.com
2/28/2007 9:59:00 AM
佳工机电网
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高清与标清最大的不同就是像素数量，目前主流家用高清像机的分辨率是1440x1080像素，是标清（720x576）的将近4倍。为了摄取高清画面，就必须要采用更高像素数量的感光器件，与此同时还要满足高清海量数据的动态视频处理器件。
从CCD到CMOS的探索
拿索尼公司推出的第一款高清摄像机HDR-FX1E为例，它是采用3片1/3英寸CCD，并且配备了复杂的图像处理电路，所以生产成本非常高。在开发FX1E的时索尼发现，在小于1/3英寸的CCD上实现高清的拍摄的问题并不大，但关键在于这样做之后每个像素的面积就会变的很小，灵敏度大大降低，这对于家庭用户经常在室内和夜景拍摄显然是不合适的。如果仍然采用CCD作为高清摄像机的感光器件，势必要采用高成本的3CCD结构，而这样做，与家用摄像机体积小型化的概念也相违背。因而索尼转而开发采用CMOS作为光器件的产品，来解决以上的难题。
CMOS发展历程
简要的回顾一下索尼高清摄像机采用CMOS的发展历程，第一次采用CMOS作为光电转换器件的机型是2005年的DCR-PC1000E，这是一款3CMOS机型，PC1000E上市之后，采用3CCD的高清摄像机DCR-HC1000E悄然退出了市场。2005年8月，索尼又推出了一款采用CMOS的HDV高清摄像机HDR-HC1E，这款高清摄像机采用了一块1/3英寸300万像素CMOS，虽然是单片光电转换器件设计，但在拍摄高清图像时达到了1440x1080的分辨率。而作为HDR-HC1E的后续产品，HDR-HC3E采用了更为先进的ClearVid CMOS技术。
2006年8月24日，索尼推出了符合AVCHD标准的硬盘和DVD光盘高清摄像机，这两部产品的另一重要技术特征就是，装备索尼新型1/3英寸晶锐ClearVid CMOS影像感应器。与此同时，佳能也发布了一款HDV 1080i直握式家用高清摄像机HV10，这款摄像机采用了一片1/2.7英寸HD CMOS图像感应器。9月份，索尼快马加鞭，推出了3 ClearVid CMOS传感器的高清数码摄像机HDR-FX7E。
根据一项调查显示，目前市场上已有的11款高清摄像机当中，采用CMOS/3CMOS作为影像感应器的产品已经达到了六款，超过了市场份额的50%以上。那么相比以往的CCD技术，CMOS在技术上又具有如何的优势呢？
CMOS技术突显优势
CCD的基础材料是硅，通过特殊制造工艺，加工出感光单元（像素），每个单元都具备了储存电荷的能力。像素的数量越大可记录下的信息就越多，接下来还必须将这些电荷通过一个"放大器"转换成电压的变化再进行后续的处理。对于高清摄像机中高达百万像素的CCD而言，这个"放大器"就成为了一个制约图像处理的"瓶颈"，当数据量大的时候就发生信号的"拥堵"。
但对于CMOS来说，每一个像素点都有一个单独的放大器转换输出，因此CMOS没有CCD的"瓶颈"问题，能够在短时间内处理大量的数据，输出高清影像。另外，CMOS工作所需要的电压比CCD低很多，功效大约只有CCD的1/3，这一点在消费级高清摄像机上也很重要。
在2006年索尼推出了改良型的"晶锐ClearVid CMOS传感器"，配合新增强型影像处理器的结合，能同时实现影像的高分辨率和高灵敏度。"晶锐ClearVid CMOS传感器"的像素是通过在传统像素排列基础上进行45度旋转得到，这是一种全新的像素排列技术。通过将像素45度的旋转和硬件插值技术，能够将原来的像素提升两倍。另外像素之间的点距也更大，清晰度也得到了提升，在低照度的情况下也可顺畅拍摄。
看过以上的介绍我们也就不难理，正是由于技术原理上的优势，从而使得CMOS日益广泛的与高清摄像机相结合。
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