What’s “Exmor” CMOS

目前，索尼在CMOS成像器的研發(fā)和應(yīng)用上走在世界前列，從專業(yè)個(gè)人視頻到廣播級攝像機(jī)，索尼專業(yè)CMOS已經(jīng)得到了廣泛而成功地應(yīng)用。近幾年來CMOS技術(shù)的發(fā)展使得CCD與CMOS的差距越來越小，尤其是ClearVid CMOS技術(shù)和Exmor CMOS技術(shù)的出現(xiàn)。比如說，革命性的XDCAM EX系列產(chǎn)品就是成功利用了Exmor CMOS技術(shù)。相對于CCD，CMOS具有沒有垂直拖尾、讀取速度快，容易進(jìn)行功能擴(kuò)展、功耗小等優(yōu)勢。

索尼自2007年歲末推出了XDCAM EX系列的第一款攝錄一體機(jī)PMW-EX1。PMW-EX1一經(jīng)問世，立刻在業(yè)界引起了極大的關(guān)注，因?yàn)樗故殖质綌z錄一體機(jī)的圖像質(zhì)量有了質(zhì)的提升和飛躍。可以說PMW-EX1在手持式攝錄一體機(jī)中進(jìn)行了一場革命，是手持式攝像機(jī)發(fā)展過程中的一個(gè)里程碑。

在標(biāo)清時(shí)代，使用小尺寸成像器，如1/3英寸成像器的手持式攝像錄一體機(jī)可以拍出令人滿意的圖像。但在高清時(shí)代，小尺寸成像器就嚴(yán)重制約了圖像質(zhì)量的提升，成為圖像質(zhì)量提高的瓶頸。因?yàn)樗^高清晰度圖像，首先其分辨率就要達(dá)到1920×1080，即使是小高清HDV也要達(dá)到1440×1080或1280×720，是標(biāo)清像素的3倍以上。所以同樣尺寸的成像器，作為標(biāo)清成像器時(shí)每個(gè)像素的感光面積比作為高清成像器時(shí)大的多。從而同樣尺寸的成像器，作為標(biāo)清成像器時(shí)的靈敏度要比作為高清成像器時(shí)的靈敏度要高的多。所以，1/3英寸的成像器在標(biāo)清時(shí)代能拍出很好的圖像，如索尼的DSR-PD190P，其最低照度要求為1.5lx。但在高清時(shí)代，采用1/3英寸成像器的攝像機(jī)靈敏度就降低了很多，目前來講最低照度要求都在3lx或以上。大家知道，在PMW-EX1問世以前，手持式攝像機(jī)領(lǐng)域長期以來采用的最大成像器尺寸就是1/3英寸。因此，長期以來手持式攝像機(jī)的圖像質(zhì)量沒有什么大的提升，沒有質(zhì)的變化。而PMW-EX1的出現(xiàn)徹底改變了這一狀況。

那么為什么多少年以來沒有廠家在手持式機(jī)器上使用1/3英寸以上的成像器呢？其實(shí)不是廠家不愿意，而是技術(shù)上一直沒有達(dá)到要求。大尺寸的成像器，尤其是CCD，功耗很大，用在手持式攝錄一體上，散熱問題無法解決，而且因散熱問題導(dǎo)致的大量圖像噪點(diǎn)也無法解決。所以1/3英寸以上的成像器一直都只能用在肩扛式的大機(jī)器上，而與手持式便攜攝像機(jī)無緣。而索尼一直在努力解決這個(gè)問題。Exmor CMOS成像器技術(shù)是索尼多年來CMOS成像技術(shù)研究的結(jié)晶。它成功地降低了功耗并且大幅度提高了信噪比。PMW-EX1成功使用了Exmor CMOS技術(shù)，成為全球第一款使用1/2英寸成像器的革命性的手持式攝像機(jī)。而正因?yàn)椴捎昧司邆銭xmor CMOS技術(shù)的1/2英寸成像器，XDCAM EX才有了眾多的革命性突破，比如說每片CMOS的有效像素達(dá)到1920×1080（非插值），且靈敏度達(dá)到F10，最低照度要求僅為0.14lx；水平清晰度超過1000電視線等等。

如圖一，在傳統(tǒng)CMOS成像器中，只有一個(gè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將CMOS成像器的最終信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號。而在之前成像器的所有微線上的信號都是模擬信號。這些模擬信號在傳輸過程中極容易感染高頻噪聲，從而降低圖像質(zhì)量。

為了解決模擬信號感染噪音的問題，索尼工程師經(jīng)過多年的研究，最終成功地在CMOS成像器的每列都集成了一個(gè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。XDCAM EX攝像機(jī)的每片成像器都具有1920(H)×1080(V)個(gè)有效像素，也就具有1920個(gè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。這個(gè)技術(shù)就是所謂的Exmor技術(shù)。