下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

2018-11-24 12:57

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?



  在2015年,Leica M传感器供应商CMOSIS被收购,以致不少人对徕卡相机未来感到担忧。不过在刚刚结束的慕尼黑上海电子展上,AMS(奥地利微电子公司)带来了全画幅CMOS传感器CMV50000,它很可能成为下一代徕卡相机传感器。

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

  大M用的CMOS传感器相比索尼、三星等厂商,AMS在消费领域名不见经传,但大家一定知道苹果iPhone X上的Face ID技术,Face ID所用的结构光传感器正是来自AMS。AMS CMV50000名为全画幅传感器,但成像面积要比全副要大,达到了36.4mm x 27.6mm、有效像素7920×6004(47.5MP),总像素更是高达8160×6048。

  CMV50000若以窗口模式运行全副画面(36 mm×24mm),那分辨率依然有7826×5217(40.8MP),仅仅逊色于索尼A7RII/III、尼康D850,但它读取速度远远超出前面三款相机。

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

  CMV50000不同模式、不同分辨率下的读取速度更为先进的是CMV50000采用了全局快门设计,每一个像素拥有8个晶体管构成电容器,可以存储光电效应产生的电荷,实现无果冻效果,还有更先进的像素合并(binning)与双重曝光HDR模式(dual exposure HDR)。

  在今天不少相机都拥有像素合并模式,比如说有效像素为45.4MP的D850可以输出25.6MP或是11.4MP小尺寸RAW格式照片。更少像素能在同等容量的存储卡中保存更多照片,缓解存储压力,但不能提升画质。

  因为D850的像素合并是在数字处理器端完成的,图像信息已经过模拟放大、模数转换、数字放大多重处理了,没有挖掘潜力了。但CMV50000不同,它利用全局快门可用电容存储电荷的特性,在单行像素完成光电转换后不急于把电荷进行模拟放大、模数转换,而是等到像素阵列全部完整转换后,以4×4个像素为一组,把颜色相同、隔行/列相邻的四个像素产生电荷合并成一个大像素电荷后,再进行放大、模数转换。在像素合并模式下CMV50000有效像素降低至11.875MP,但能明显提高满井位能(Full well capacity),单个像素的满井位从14000e提高到58000e,是原来的4.14倍,动态范围从64dB提高到68dB,信噪比从41.4dB提高到47.6dB。换句线SII的高感光度,一块传感器通吃体育、风景、星野摄影以及视频拍摄。

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

  CMV50000的像素合并模式,左为RGB彩色版本合并模式,右为黑白版本合并模式,黑白版本合并模式简单一些,只要把相邻4个像素合并即可全局快门技术除了用于像素合并外,还用于双重曝光HDR。在双重曝光HDR中,CMV50000的像素阵列隔列或隔两列分成两组,拍摄时每组曝光时间不同,获得明暗不同的图像,然后再用处理器将两幅图像合成一张HDR照片。在双重曝光HDR下CMV50000下有效像素减半至23.75MP,但单次拍摄即可实现HDR,能大幅度扩展相机的动态范围、改善噪点表现,适用于运动、拍鸟、风景、街拍各种领域。

下一代徕卡相机CMOS传感器来了?

  早在2016年,AMS发售了黑白版本的CMV50000,彩色版本同年流片并于2017年上市,是一块很年轻的CMOS传感器。CMV50000单片价格高达3450欧元,几乎与一台Leica Q等值。CMV50000高昂的售价恐怕是它成为徕卡下一代相机传感器最大阻碍,但即使不使用该传感器,它利用全局快门技术灵活实现了像素合并、双重曝光HDR模式值得所有相机制造商参考、学习,徕卡定(suo)制(shui)一块低速、低成本的CMV50000也未尝不可。