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科普知識
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圖像傳感器

索尼CIS的十年奮斗史、追趕史:CMOS圖像傳感器

發布日期:2022-10-09 點擊率:312


  過去十年是CIS(CMOS Image Sensor,CMOS圖像傳感器)飛速發展的十年,索尼的半導體部門正是借此崛起,根據Yole的報告,索尼坐穩了全球第一大CIS供應商位置——即使不算剛剛收購的東芝,銷售額也達到了35%、出貨量更是高達50%,超過第二名三星、第三名Omnivision之和。與此同時,索尼CIS一靠iPhone二靠DXOMark實現了名利雙收。

索尼CIS的十年奮斗史、追趕史:<a title=CMOS圖像傳感器" height="195" width="390"/>

  今天索尼傳感器看著風光無限,可誰想到過去十年索尼不為人知的努力與遭受的白眼,比如說尼康的旗艦全副幾乎不采用索尼傳感器,像素長期被佳能壓制,另一方面索尼在CIS的“黑科技”一點也不黑,事實上不過遵循業界技術發展而已,過去十年是索尼CIS的奮斗史、追趕史。

  Exmor誕生

  與歐美企業喜歡采用簡單明了的命名方式不一樣(比如說普及最廣的彩色濾鏡陣列,就根據其特征命名為RGGB排列,或采用發明者的名字),日本企業命名更具“神秘東方色彩”,一個能夠通俗易懂的技術會加上玄之又玄的名字,這點索尼最為突出。

  在2007年索尼發布了首款Exmor傳感器,相對以往CIS,Exmor最大變化是內置了ADC(analog-to-digital converter,模數轉換器)。在外置ADC傳感器傳輸數據時,每列像素產生的信號先通過降噪電路,匯聚后再通過外部總線傳輸到單個或數個ADC之中。而Exmor每列像素擁有獨立的ADC,在CIS芯片上即可完成模數轉換,最后通過數字總線傳輸出去。由于Exmor的ADC數量非常龐大,每個ADC能在低頻率下運行,僅達到kHz級別,遠遠低于外置ADC的MHz級別,有效減少了噪聲,也利于實現高速讀取。而且Exmor輸出的是數字信號,抗干擾性更好,易于長距離布線,亦無須ADC靠近CIS布置,大幅度簡化了PCB設計

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  IMX035是索尼首塊Exmor傳感器,應用于安保領域,1/3英寸、像素為1328×1024,能以全像素輸出120fps,內置ADC功不可沒。Exmor的成果迅速被索尼應用到其它領域之中, 2008年發布的單反相機尼康D3X、索尼A900正是采用了索尼24MP全副傳感器IMX028,不過在IMX028上索尼只能實現12bit、5fps全像素連拍,為了保證畫質尼康不得不外置了14bit ADC。

索尼CIS的十年奮斗史、追趕史:CMOS圖像傳感器

(尼康 D3X上的IMX028)

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