高清與標清最大的不同就是像素數量,索尼高清像機的分辨率是1440x1080像素是標清(720x576)的將近4倍,為了攝取高清畫面,就必須要采用更高像素數量的感光器件,與此同時還要滿足高清海量數據的動態視頻處理器件。
從CCD到CMOS的探索
索尼推出的第一款高清攝像機HDR-FX1E是,采用3片昂貴的1/3英寸CCD,并且配備了特別復雜的圖像處理電路,所以生產成本非常高。在開發FX1E的時索尼發現,在小于1/3英寸的CCD上實現高清的拍攝的問題并不大,但關鍵在于這樣做之后每個像素的面積就會變的很小,靈敏度大大降低,這對于家庭用戶經常在室內和夜景拍攝顯然是不合適的。如果仍然采用CCD作為高清攝像機的感光器件,勢必要采用高成本的3CCD結構,而這樣做,與家用攝像機體積小型化的概念也相違背。在索尼推出FX1E之后,松下和JVC仍然采用3CCD系統,導致其上市的產品價格非常高昂。因而索尼轉而開發采用CMOS作為光器件的產品,來解決以上的難題。
CMOS發展歷程
簡要的回顧一下索尼高清攝像機采用CMOS的發展歷程,第一次采用CMOS作為光電轉換器件的機型是2005年的DCR-PC1000E,這是一款3CMOS機型,PC1000E上市之后,采用3CCD的高清攝像機DCR-HC1000E悄然退出了市場。2005年8月,索尼又推出了一款采用CMOS的HDV高清攝像機HDR-HC1E,這款高清攝像機采用了一塊1/3英寸300萬像素CMOS,雖然是單片光電轉換器件設計,但在拍攝高清圖像時達到了1440x1080的分辨率。而作為HDR-HC1E的后續產品,HDR-HC3E采用了更為先進的ClearVid CMOS技術。
2006年8月24日,索尼推出了符合AVCHD標準的硬盤和DVD光盤高清攝像機,這兩部產品的另一重要技術特征就是,裝備索尼新型1/3英寸晶銳ClearVid CMOS影像感應器。與此同時,佳能也發布了一款HDV 1080i直握式家用高清攝像機HV10,這款攝像機采用了一片1/2.7英寸HD CMOS圖像感應器。9月份,索尼快馬加鞭,推出了3 ClearVid CMOS傳感器的高清數碼攝像機HDR-FX7E。
根據一項調查顯示,目前市場上已有的11款高清攝像機當中,采用CMOS/3CMOS作為影像感應器的產品已經達到了六款,超過了市場份額的50%以上。通過近兩年來索尼推出的各款高清攝像機,我們也不難看出索尼堅定使用CMOS技術的決心,那么相比以往的CCD技術,CMOS在技術上又具有如何的優勢呢?
CMOS技術突顯優勢
CCD的基礎材料是硅,通過特殊制造工藝,加工出感光單元(像素),每個單元都具備了儲存電荷的能力。像素的數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“放大器”轉換成電壓的變化再進行后續的處理。對于高清攝像機中高達百萬像素的CCD而言,這個“放大器”就成為了一個制約圖像處理的“瓶頸”,當數據量大的時候就發生信號的“擁堵”。
但對于CMOS來說,每一個像素點都有一個單獨的放大器轉換輸出,因此CMOS沒有CCD的“瓶頸”問題,能夠在短時間內處理大量的數據,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,這一點在消費級高清攝像機上也很重要。
在2006年索尼推出了改良型的“晶銳ClearVid CMOS傳感器”,配合新增強型影像處理器的結合,能同時實現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像素排列基礎上進行45度旋轉得到,這是一種全新的像素排列技術。通過將像素45度的旋轉和硬件插值技術,能夠將原來的像素提升兩倍。另外像素之間的點距也更大,清晰度也得到了提升,在低照度的情況下也可順暢拍攝。
索尼占據絕對優勢
看過以上的介紹我們也就不難理,正是由于技術原理上的優勢,從而使得CMOS日益廣泛的與高清攝像機相結合。就目前市場來看,能夠掌握CMOS技術的廠商除了索尼之外,也僅僅只有佳能。相比只下,索尼推出的“晶銳ClearVid CMOS傳感器”更是領先一籌,而且,目前采用CMOS的高清攝像機中,索尼的產品也占據了絕對主導地位。這無疑再一次驗證了索尼在行業內的領先優勢。
(新聞稿 2007-02-14)