首页器材频道评测 > 飞思IQ260传感器深度解析

飞思IQ260传感器深度解析

色影无忌
道格·彼得森
Sure
2013-04-25

       我们把研发分成两个方向:一个理想的短期项目,通过一系列的微调整与优化来提高长时间曝光功能(也就是说,从海绵中挤出最后一滴水);一个长期计划,通过对飞思P45+数码后背传感器的重新完整设计,以恢复长达一小时的曝光功能。

       短期项目的结果就是飞思IQ180数码后背,一个由飞思和Dalsa共同研发的8000万像素传感器制造而成的数码后背。它把飞思P45+数码后背1分钟@ISO50进度条提升为2分钟@ISO35。这些进步是少量的,但深受许多摄影师的喜爱,因为他们发现1分钟只是需求的起步,而两分钟就足以满足他们的长时间曝光需求。但是许多风光和建筑摄影师都需要更长的曝光时间,这样对于传感器的要求就不再是一点点的进步了。这就需要一个完全的重新设计,一个全新的技术,以及硬件、固件和软件开发团队的紧密合作。

 

Phase One IQ260. 1 hour @ ISO140. Thomas Andersen拍摄

 

      传感器背后的男人

      飞思IQ260传感器是飞思和Dalsa合作这几年来的巅峰之作。在飞思的角度看来,这些成就都是在飞思的CTO Thomas Andersen带领下取得的成果。在传感器设计的高度专业化世界里,Thomas是世界领先的专家之一。像素集成的专利中有他的一份(Sensor+),长时间曝光子系统(expose+)以及高质量RAW文件(IIQ-L 和 IIQ-S)他也均参与其中。从生产出扫描型数码后背的那天起,飞思生产的每一个数码相机系统都受益于他那关于传感器设计的详细知识。

      一个工程师拥有的其中一项最宝贵技能,就是对将来可能达到的技术拥有一个准确的直觉,即便该技术已被完全开发。Thomas因拥有此直觉而在他的同事间闻名。IQ硬件开发团队队长Jacob Sørensen如是说:“当飞思开始考虑转向与Dalsa合作的时候,其中一个影响因素就是Thomas的自信,他相信使用Dalsa传感器生产一个拥有长时间曝光功能的数码后背是有可能的,即便他知道需要花费许多精力才能实现。

 

Phase One IQ260. 10 min @ ISO140. Schneider 55mm LS. Niels V. Knudsen拍摄


       砂子,加热和激光

       一个传感器最开始的起源是高纯度硅砂。通过严格的加热程序,在硅片中非常谨慎的将砂定时分层。之后把硅片通过制作工具蚀刻。制作越精密,硅片越好,它的物理特性也就越小,能够更可靠地加强硅片。

       随着时间的推移,Dalsa以及整个行业也在提高该过程,通过蚀刻缩小硅片的尺寸,和提高电子产品里面以及周围每个像素的精度。理论上对于传感器的设计几乎没有什么特别限制,但就像设计师必须为建筑规划蓝图一样,要立足于现实世界中,一个传感器设计师必须坚持以现有的物理技术将电路、形状和大小蚀刻在硅片上。

       整体行业趋势是改进制造工艺,创造比以往更高分辨率(这需要更小的像素大小)的传感器。例如飞思IQ180和Aptus-II 12数码后背传感器的发展,这需要大量的制造改进将像素的尺寸大小从6微米缩至5.2微米,同时增加动态范围和色彩保真度。

       飞思IQ260打破了这一传统,将这些工艺上的改进运用在飞思IQ260全新的6000万像素传感器的设计和制造里。利用这些改进后的加工工艺让飞思和Dalsa公司的传感器设计中的更大的灵活性,包括以前认为不可能的像素级电路的修改。

 

上图的100% 截图

 

       牧羊人Thomas和他的羊群电子

       拥有宽广的动态范围和清晰阴影的关键是收集尽可能多的信号,尽可能少的噪点。在一个数码传感器里,有许多电路可以收集“信号”,也就是收集场景中能够吸引传感器注意的光线。在曝光过程中,传感器会捕获电子并储存在临时的该像素的储存中。这个存储池储存的电子就是“信号”;只有一种信号。

       另一方面,噪点来源于几个地方,但对于长时间曝光来说,最主要的噪点来源于“暗电流”。当一个传感器产生热量的时候。这些热量聚集并积累在传感器表面。在传感器的世界里,热量和噪点是同一东西的两种名称。暗电流产生的热量对长时间曝光影响尤其严重,因为它随着时间的积累;传感器曝光时间越长,暗电流对于存储池中的电子的影响越大,最终图像中便有噪点。

 

飞思(153)
IQ260(12)
猜你喜欢