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出版日期:2002-03-11 总期号:1099 本年期号:16

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Foveon X3:硅芯留住精彩瞬间

吕一河

  Foveon X3图像传感器是第一种能在每一像素中同时获取红、绿、蓝三色光的设备,这一创新技术使得消除数码相机中普遍存在的假色问题,进而获得更清晰图像、更逼真的色彩,成为可能。它是第一个应用0.18微米标准CMOS半导体生产线设计和生产的图像传感器。本质而言,Foveon 已经开发了获取图像全色的单片解决方案。


  色彩获取更真实


  Foveon X3图像传感器率先采用在每一个像素的硅片位置植入3个光电探测器的方法进行色彩探测,每一个光电探测器调整到恰能获取一种色光(分别是红、蓝、绿三种光),事实上其他类型的图像传感器每像素只记录一种色光。因此,Foveon X3技术比拥有相同数量像素的图像传感器清晰两倍,并且有更好的色彩细节和更强的假色抵抗功能。


  目前的图像传感器(CCD 和CMOS)只包含一层单频光电探测器,而且每个像素只有一个。为了获取三色光,图像传感器中的像素就要像三色棋盘似的镶嵌格局组织起来。结果每个像素只能获得一种颜色,对其余的两种没有获取的颜色只能做插值处理,导致图像细节的丢失和假色的产生。

  Foveon X3图像传感器是通过硅的自然色彩分离功能获取色彩图像的图像传感器。它将不同颜色的光线吸收到不同的深度——蓝光在近表面吸收,绿光吸收到较深的层次而红光吸收得更深。每一个Foveon X3像素由3个光电探测器组成,它们位于探测穿过硅的红、绿、蓝光吸收的传感器的不同深度。

  拥有Foveon X3技术的图像传感器可以获取更多的光线。在镶嵌式传感器中,每个像素仅从3种色光中收集一种,或者大概整个光线的1/3。其余2/3的光线被色彩滤波器吸收而不能被利用,这大大降低了像素的效率。Foveon X3像素因为在每个像素上收集了全部3种色光而对光源做到了最大利用。应用Foveon X3图像传感器,照片清晰并且真正没有假色。


  摄取精彩瞬间更准确


  除了在色彩分辨率上的突破,Foveon X3图像传感器还在图像传感器中应用了可变像素,使一种新型具有静态/动态摄影功能的相机在两种模式下都可以获得很好的图像质量。Foveon X3技术的优点将会在各种类型的数码相机中展现出来,获取图像的质量将达到胶片的水准。

  VPS:可变像素尺寸(Variable Pixel Size)功能是Foveon X3 传感器的独特设计,该功能可以使单个芯片能获得视频性能和高分辨率。VPS将大小像素的优点组合在一个图像传感器中。小像素能够满足静态摄影中图像较高分辨率和清晰度的要求。大像素能够满足动态摄影中在低光度条件下较高光敏特性、快速自动对焦系统的要求。像素尺寸的变化只能通过获取全色光的Foveon X3技术实现。

  传统的图像传感技术为实现插值,需要在相机内部安装相应的处理硬件和软件。色彩插值增加从按动快门儿到获取图像的时滞,从而导致错过摄影的最佳瞬间。而X3的图像传感器的采用并不需要插值技术,瞬间的抓取自然就会更准确。