乱花渐欲迷人眼――影像传感器的发展现状

LBCAST是尼康在CMOS传感器技术基础上开发而成的，在性能上有很大提高，最突出表现就是速度快，而且省电。LBCAST与CMOS、CCD之间在技术细节上是有所区别的。数码相机的CCD是靠其中的像素来获取光学信号的，并将光信号转换成电信号。在这一点上，LBCAST、CMOS、CCD三者完全相同，但在将电信号传输到图像处理系统时的信号放大方式则不尽相同。CCD只在信号的“出口”端线上配备了一个信号放大器。因此，必须将像素转换得来的电信号按顺序排列并发送到出口的放大器上。也就是说，每个像素转换的电信号在布线上如同接力棒一样被依次传送，因此如果数码相机的内部处理芯片性能不够强劲的话，数码相机的延迟现象就特别明显，这在早期的数码相机上表现特别突出，其中最遭非议的快门时滞现象就是这个原因造成的。但是它的好处是因此带来的暗电流相对少，对于抑制噪点相对有利。LBCAST、CMOS则采用了每个像素都附带一个放大器，分别放大电信号的方式，由于无须像CCD一样依次排列电信号，因此图像处理系统传送信号的速度大大加快，但是带来的缺点是互相干扰的暗电流较多，使图像噪点较多，需要相应的降噪技术来支持。CCD的像素是有规律排列的红、绿、蓝三种颜色。在CCD中，由于需要将这三种类型像素的电信号发送到1个功放中，因此信号的读取也必须是一个系统。在LBCAST、CMOS中，就可以利用多个系统来读取每种颜色，这种方式有助于提高数据的读取速度。
由于CMOS要对每个像素进行电信号的放大，因此就会出现前面提到的噪点问题，佳能采取的措施是通过集成电路噪音减少技术、电荷转移技术和集成电路程序的扩大增益减噪技术，降低噪点的产生。为解决这一问题，尼康则独辟蹊径从放大器着手研究，通过改进放大器来简化电路 ，尼康LBCAST是通过在每一个像素都具有的增幅器中，再装载一个JFET(Junction Field Effect Transistor,结合型电场效果晶体管)，变成了X-Y地址型影像传感器，每个像素独立传送信号，并且实现了可以通过X-Y地址进行双通道传送、读取，配合相应的处理器成倍地提高了数据的处理速度。尼康的LBCAST影像传感器具有高速、低功耗、暗部噪音低等特点，它的耗电量是CCD的1/ 6.5，噪音仅有CCD的1/20。不过目前尼康的LBCAST影像传感器像素数量仅有400万，迫切需要研发高像素的LBCAST传感器，而且现在LBCAST传感器也是仅仅使用在尼康的最新旗舰D2H上，何时能够走入低端机型也需要时间来考验。

4、FoveonX3
Foveon（弗文）是美国一家专门开发图像捕捉技术的公司，FoveonX3是该公司利用硅特有的颜色分离特性研制的独具特色的图像传感器技术。它使用了类似传统胶卷感光概念，当硅片暴露于光线中，蓝光在接近表层处被吸收，绿光在中间层被吸收，红光在硅片深层处被吸收，不同像素分别捕捉红、绿及蓝光等图像信息。图像传感器像素元件是被固定在硅中相应不同的深度，这样红、绿、蓝光都可以被每一层像素及时捕捉。Foveon x3传感器最大的特点是色彩真实，色彩深度要超过其他类型的图像传感器，基本可以达到反转片的色彩水平。适马SD10数码单反相机就采用了最新的Foveon x3技术。
不过到目前为止Foveon x3传感器仅仅用在了适马数码单反相机上，2004年ChinaPE展会期间，笔者曾经见到了采用Foveon x3技术的民用产品宝利来DX530原型机，只是一直未见到真正的产品。让我们期待Foveon x3在2005年有更大的发展。

5、佳能CMOS
佳能是CMOS技术的代表，它的集成电路杂音减少技术、电荷转移技术和集成电路程序的扩大增益技术在业内具备领先地位。佳能发布的数码单反EOS D30、EOS D60、EOS 10D、EOS300D、EOS350D、EOS20D、EOS1D MARKⅡ和EOS1Ds MARKⅡ都使用了CMOS传感器。目前佳能的CMOS传感器主要有全尺寸、1.3倍、1.6倍等三种规格，有630万像素、820万像素、1670万像素三种，分别装备在不同的机身上。
2003年9月佳能推出的EOS300D成为了世界上首款价格低于万元的数码单反相机，并以此拉开了数码单反相机低价普及的狂潮。EOS300D采取的低价策略表明，通过革新生产技术，提高成品率，佳能的CMOS传感器已经大幅度降低了生产成本，达成了量产规模，彻底摆脱了过去CCD成本居高不下的局面，CMOS传感器对于进一步降低数码单反相机价格意义重大。
目前CMOS传感器主要装备在数码单反相机上，尚未用于镜头一体型数码相机，主要原因是每个像素使用的元件较多、体积尚未缩小到能用于袖珍相机的地步。