攝像機(jī)高清時(shí)代來勢(shì)洶洶 CMOS露頭角!
熟悉數(shù)碼攝像機(jī)的人都知道，處理器是DV最核心的部件，其作用相當(dāng)于電腦的CPU。過去的一年，在攝像機(jī)領(lǐng)域呈現(xiàn)出CCD和CMOS平分天下的局面。而2007年是高清數(shù)碼攝像機(jī)高歌猛進(jìn)的一年，高清時(shí)代必將帶給優(yōu)勢(shì)突出的CMOS更大的發(fā)展空間。
從CCD到CMOS的探索
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor），它的中文名稱是“互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體”。主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的，使其在CMOS上共存著帶N（帶-電）和 P（帶+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。與CCD相比，CMOS的制造原理更加簡(jiǎn)單，體積更小，功耗可以大大的降低。而且同樣尺寸的CCD要比CMOS貴很多，這阻礙了HDV向普通大眾的普及。對(duì)于普通大眾來說，價(jià)格昂貴、體積過于龐大是很難被接受的。
以索尼公司推出的第一款高清攝像機(jī)HDR-FX1E為例，它是采用3片1/3英寸CCD，并且配備了復(fù)雜的圖像處理電路，所以生產(chǎn)成本非常高。在開發(fā)FX1E的時(shí)索尼發(fā)現(xiàn)，在小于1/3英寸的CCD上實(shí)現(xiàn)高清的拍攝的問題并不大，但關(guān)鍵在于這樣做之后每個(gè)像素的面積就會(huì)變的很小，靈敏度大大降低，這對(duì)于家庭用戶經(jīng)常在室內(nèi)和夜景拍攝顯然是不合適的。如果仍然采用CCD作為高清攝像機(jī)的感光器件，勢(shì)必要采用高成本的3CCD結(jié)構(gòu)，而這樣做，與家用攝像機(jī)體積小型化的概念也相違背。因而索尼轉(zhuǎn)而開發(fā)采用CMOS作為光器件的產(chǎn)品，來解決以上的難題。于是CMOS便登上了DV的舞臺(tái)，開始跳動(dòng)新的優(yōu)美舞姿。
隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術(shù)上的不斷突破，業(yè)內(nèi)對(duì)CMOS的前景預(yù)測(cè)也越來越樂觀。高清數(shù)字影像的普及更是CMOS技術(shù)發(fā)展的一個(gè)難得機(jī)遇。2007年3月7日的“科技風(fēng)尚2007索尼數(shù)碼影像新品發(fā)布會(huì)”上，索尼一舉發(fā)布了15款Handycam數(shù)碼攝像機(jī)，其中有7款型號(hào)為HDR-HC7E、HDR-HC5E、DCR-SR300E、DCR-SR200E、DCR-DVD908E、DCR-DVD808E 、HDR-UX5E均采用了索尼開發(fā)設(shè)計(jì)的ClearVid™ CMOS和增強(qiáng)型影像處理器，支持高分辨率、高敏感度，拍攝畫面色彩艷麗、細(xì)節(jié)逼真。
根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查顯示，目前市場(chǎng)上已有的高清攝像機(jī)當(dāng)中，采用CMOS/3CMOS作為影像感應(yīng)器的產(chǎn)品已經(jīng)占到了半壁江山。那么相比以往的CCD技術(shù)，CMOS在技術(shù)上又具有如何的優(yōu)勢(shì)呢？
CMOS技術(shù)突顯優(yōu)勢(shì)
高清與標(biāo)清最大的不同就是像素?cái)?shù)量，目前主流家用高清像機(jī)的分辨率是1440x1080像素，是標(biāo)清（720x576）的將近4倍。為了攝取高清畫面，就必須要采用更高像素?cái)?shù)量的感光器件，與此同時(shí)還要滿足高清海量數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)視頻處理器件。
CCD的基礎(chǔ)材料是硅，通過特殊制造工藝，加工出感光單元（像素），每個(gè)單元都具備了儲(chǔ)存電荷的能力。像素的數(shù)量越大可記錄下的信息就越多，接下來還必須將這些電荷通過一個(gè)"放大器"轉(zhuǎn)換成電壓的變化再進(jìn)行后續(xù)的處理。對(duì)于高清攝像機(jī)中高達(dá)百萬(wàn)像素的CCD而言，這個(gè)"放大器"就成為了一個(gè)制約圖像處理的"瓶頸"，當(dāng)數(shù)據(jù)量大的時(shí)候就發(fā)生信號(hào)的"擁堵"。
但對(duì)于CMOS來說，每一個(gè)像素點(diǎn)都有一個(gè)單獨(dú)的放大器轉(zhuǎn)換輸出，因此CMOS沒有CCD的"瓶頸"問題，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)，輸出高清影像。另外，CMOS工作所需要的電壓比CCD低很多，功效大約只有CCD的1/3，這一點(diǎn)在消費(fèi)級(jí)高清攝像機(jī)上也很重要。
在2006年索尼推出了改良型的"晶銳ClearVid CMOS傳感器"，配合新增強(qiáng)型影像處理器的結(jié)合，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)影像的高分辨率和高靈敏度。"晶銳ClearVid CMOS傳感器"的像素是通過在傳統(tǒng)像素排列基礎(chǔ)上進(jìn)行45度旋轉(zhuǎn)得到，這是一種全新的像素排列技術(shù)。通過將像素45度的旋轉(zhuǎn)和硬件插值技術(shù)，能夠?qū)⒃瓉淼南袼靥嵘齼杀丁Ａ硗庀袼刂g的點(diǎn)距也更大，清晰度也得到了提升，在低照度的情況下也可順暢拍攝。
看過以上的介紹我們也就不難推理，正是由于技術(shù)原理上的優(yōu)勢(shì)，從而使得CMOS日益廣泛的與高清攝像機(jī)相結(jié)合。CMOS有著自己獨(dú)特的先天優(yōu)勢(shì)，憑借著低功耗、高靈敏度、低噪點(diǎn)、高集成度、高動(dòng)態(tài)范圍和高數(shù)據(jù)讀取和處理等眾多的好處，為多行業(yè)產(chǎn)品提供更好的“心”，是一種足以改變目前市場(chǎng)格局的全新技術(shù)應(yīng)用，可以說誰(shuí)掌握了CMOS技術(shù)在數(shù)碼攝像機(jī)中的應(yīng)用，誰(shuí)就能在DV市場(chǎng)的未來占據(jù)主導(dǎo)地位。這也是CMOS得到索尼、佳能等眾多廠商青睞的原因所在。相信很快CMOS就可以進(jìn)入高速發(fā)展的階段，也會(huì)逐漸走進(jìn)百姓生活，開啟DV應(yīng)用的嶄新篇章。
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