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Foveon X3技术


   作者:Curtner编译

 发表时间:2002年2月11日


美国Foveon公司二月十一日公布Foveon X3技术。这是一种用单像素提供三原色的CMOS图像感光器技术。与传统的单像素提供单原色的CCD/CMOS感光器技术不同,X3技术的感光器与银盐彩色胶片相似,由三层感光元素垂直叠在一起。Foveon声称同等像素的X3图像感光器比传统CCD锐利两倍,提供更丰富的彩色还原度以及避免采用Bayer Pattern传统感光器所特有的色彩干扰。另外,由于每个像素提供完整的三原色信息,把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多,降低了对图像处理的计算要求。采用CMOS半导体工艺的X3图像感光器耗电比传统CCD小。 

根据Foveon专利描述,硅片对光线的吸收与光谱和硅片深度有关。其中蓝色光在离硅片表面0.2微米开始被吸收,绿色光在离硅片表面0.6微米被吸收,红色光在离硅片表面2微米被吸收。这种光线吸收个性于银盐彩色胶片的感色涂层是相同的。这个现象曾被其他人注意到,包括Kodak在七十年代申请的一项专利,但都没有技术实现。

Foveon公布了两个感光器元件,F7-35X3-A25B和F10-14X3-D08A。技术指标分别为:

 

F7-35X3-A25B

F10-14X3-D08A

感应器像素

2304 x1536 x 3

1344 x1024 x 3

有效像素

2268 x1512 x 3

1280 x960 x 3

像素间距

9.12um

5um

有效面积

20.7mm x 13.8mm

6.4x 4.8mm

有效对角长度

25mm

8mm

长宽比

3:2(注:与135胶片相同)

4:3(注:与电视相同)

感光度

ISO 100

ISO 100

帧速率

2帧/秒(全帧)

10帧/秒(全帧)

25帧/秒(576 x 384 )

大于30帧/秒(640 x 480 )

X3技术的另一个特点是虚拟像素尺寸-VPS(Virtual Pixel Size)。它可以把邻近的像素信号组合成一个像素,如2x2或者4x4,从而增加信噪比。这可以应用于提高感光度同时保持低噪音。此外使用VPS减低像素还可以加快从感光器提取信号的速度,这对于摄像应用有帮助。

F7-35X3-A25B已经有产品,F10-14X3-D08A在2002年4月有样品。感光器元件由Foveon主要投资者之一的National Semiconductor公司生产。Foveon向数码相机厂家提供F7-RDK参考设计系统,包括感光器,软件,以及一台使用F7的参考相机。

Foveon公司1997年在美国加州硅谷成立,由著名固体物理电子和VLSI设计专家加州理工学院Carver Mead教授创建。公司名字源自fovea centralis(视网膜中央凹,即视线最尖锐地区)。公司网址为http://www.foveon.com

Foveon曾经出产过用分色镜将光线折射到三片单色感光器的数码相机(与高档数码摄像机原理相同),并声称售出了数百台价格在两万多美元使用Canon EF镜头的相机。此外该公司还于Hasselblad合作生产用于Hasselblad中幅相机的数码后背。

首先公布使用X3技术是日本Sigma公司的数码单反机SD9,基本技术指标包括:

基于Sigma SA-9单反机身(使用Sigma镜头接口),感光器尺寸20.7 x 13.8mm,有效像素2268 x 1512 x 3 (343万像素) ,焦距系数1.7倍,预计售价3000美元。

以下是用X3技术拍摄的一些图片样品。

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