追光之旅,揭開尼康相機CMOS傳感器設計神祕面紗!

根據nikonrumors網站收集的非官方信息,尼康新無反的兩個型號分別配備了2400萬和4500萬像素的CMOS傳感器,具備非常優秀的視頻自動聚焦性能,採用16mm法蘭距的全新卡口,價格分別為1700和2400英鎊。

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目前依然沒有任何尼康官方確認的參數和型號信息,就連新機發布的具體時間也都是猜測,從現在的7月底到9月底的Photokina展會皆有可能。

尼康無反新機可能還會再吊吊用戶胃口才會面世,我們今天給大家分享一篇IR網站做的關於尼康CMOS研發實力的特別報道,可以讓我們對尼康CMOS傳感器技術實力有新的理解,也可對尼康無反可能採用的CMOS產生一些新的期待。

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D5傳感器放大微觀細節圖

對於很多人而言,尼康雖然製造了非常優秀的單反相機和鏡頭,但相機核心CMOS的設計和生產卻不是尼康的強項。通過IR網站編輯Dave Etchells對尼康CMOS設計部門的深度專訪,尼康CMOS的神秘面紗被揭開了一部分。尼康CMOS設計並不僅僅是向其它CMOS廠家定製特定參數需求的成品,而是有專門的團隊精心設計,兼具考量和尼康影像處理器和鏡頭的整體優化。而其中像D5和D850這兩款旗艦機型,尼康更是從基礎開始完全自主設計了最終的CMOS。

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採用無隙透鏡技術的D5傳感器

市場已經有很多現成的影像傳感器,為什麼尼康還要自己從基礎開始設計?這樣做主要還是為了和自家的影像處理器以及整個影像處理體系進行深度優化,同時這也是打造獨家“秘笈”的基礎,比如D850優秀的低感和真正的ISO 64,比如D5優秀的低照感應能力與光電轉換效率。

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尼康EXPEED處理器

尼康的傳感器團隊按照具體的型號組成小組,比如D850傳感器小組、D7500傳感器小組。其中在某些領域的專家也會跨組去幫助其它小組解決技術問題。工程師每週的例會是總結上週工作,商定本週重點任務的重要保障。

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尼康研發團隊例會

相機是傳感器的載體,而尼康相機的研發首先源於市場的需求,在明確了目標市場、產品參數和價格區間之後,傳感器設計工作就開始啟動了。傳感器的設計週期長短不一,像D5和D850級別的高端傳感器則是花費了數年。

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CMOS屬於半導體的一種,而半導體的生產是極其昂貴和費時的,所以計算機輔助設計和模擬仿真軟件是非常重要的設計、測試工具。現在的半導體模擬仿真測試軟件已經非常專業,甚至可以在建立好的傳感器模型裡模擬投射入光子,軟件可以模擬整個光子入射和轉換成電子的過程,最終還可以模擬出轉換的電壓高低。

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模擬仿真軟件界面

在完成傳感器的設計和模擬測試之後,一般還需要通過試製階段,也就是通過少量的半導體晶圓生產出幾個可供進一步測試的樣品。這個過程也相當費時,從設計圖和原始的半導體晶圓,再到最終的電子芯片,這通常需要花費4到5個月。

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傳感器芯片特寫

在量產之前的測試環節尤為重要,這個測試不僅僅包括傳感器芯片本身的測試,還需要整合到相機系統裡整體測試,通盤評估,很多時候還需要把鏡頭也納入到測試體系中。

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測試用傳感器與測試樣機

總之,CMOS傳感器的研發是一個非常複雜的過程,今天分享的內容其實只是冰山一角,感興趣的朋友請訪問作者原文了解更多。

本文由影像麥客編譯整理、略有刪減,原文作者:Dave Etchells。歡迎在文後留言吐槽,加入各種專業影像創作與技術交流群、下載文中各種資源,請私信“影像麥客”。

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