光学专家不跟风--看NIKON的CMOS

skn2008 · 2007-08-28, 21:19

NIKON推出D3，大家惊艳于D3的高感光度下优异的画质，与尼康设计的CMOS感光器不无关系。其实，CMOS与CCD比，在物理性能上不占任何优势，但却有一个市场优势就是成本低。过去，NIKON一直采用CCD、坚守APS画幅，也是基于CMOS存在着这样的缺点。现在，NIKON创造性地解决问题，用全新的CMOS感光器设计，克服了CMOS的诸多缺点，无疑给数码相机行业带来了一次革命性的划时代转机。这个评荐绝不为过。

CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）即互补性金属氧化物半导体，其在微处理器、闪存和特定用途集成电路（ASIC）的半导体技术上占有绝对重要的地位。CMOS和CCD一样都是可用来感受光线变化的半导体。CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

从制造成本上说，CMOS可以在一块芯片中集成全部周边设备，成品率高；而CCD 采用电压方使沿像素排列逐行按通道输出，如果通道中有一个像素是坏的，就会导致整行的传输失败，因此CCD的成品率比CMOS低，加上其他设备集成性较低，CCD的制造成本相高于CMOS。如果尼康在CCD时代DX画幅成本高于佳能1.6CMOS、而尼康机身成本也高于佳能的话，不难看出，佳能赚钱有多心黑了。

相同尺寸感光器图像解析力和感光度低的问题：由于CMOS单个像素点的结构比CCD复杂，导致其像素点的开口率没有CCD大，因此，同尺寸的感光器CCD的解析力和感光度优于CMOS。但CMOS的成品率高制造相对简单，可以使CMOS容易做的尺寸更大。而CCD要想做大则成本会剧增。这也是中画幅数码相机卖10几万20几万的一个主要原因。
这里注意一个开口率的概念，开口率小会导致大尺寸CMOS边缘采光不足（通过镜头进入的光线到达边缘时是斜射的），让图像边缘部分画质降低，这曾经是尼康坚守APS画幅反对135全副的主要依据，也是佳能全幅机感光器的一个致命弱点。佳能推出1.3X幅面小马三时，特地说明了其开口率增加的问题。今天，尼康成功解决了这个理论难点后，推出了自己设计的CMOS，诀窍就是采用了大个头的像素点8.45微米，远远大于佳能的6.45微米。
也正是因为尼康采用了更大的像素点，并且改进了每个像素点前面的微透镜，直接影响了进光量和感光的灵敏度，使画质和感光度ISO同时得到大幅度提升，这是D3最值得骄傲的地方。

难道佳能不知道用增大像素点开口的办法提高画质和感光度吗？这要冒很大风险，因为市场在进行着像素密度的比赛，老百姓似乎认为谁的像素多谁厉害，如同当年INTER与AMD的CPU频率之争。从这方面看来，尼康更像一个光学专家，而佳能更像一个商人。