主力感光元件规格汇总2013版.doc

主力感光元件规格汇总2013版.doc

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主力感光元件规格汇总2013版

『2013版序』

　　去年9月，ET发表了《主流数码相机感光元件来源汇总》系列博文。

转眼间，一年时间过去了，有不少新产品相继登场，而文字自然也要更新。

原文的序：

众所周知，感光元件是决定一款拍照设备画质表现的重要因素之一，它在很大程度上为一款设备建立了画质基准。

在接下来的内容中，ET会和大家分享主流感光元件的相关资料。

『35mm全画幅』

　　自2001年CONTAXNDigital发布以来，35mm全画幅（36mm×24mm）数码相机已经经历了10余年的发展，逐步步入到普及阶段。

虽然距离真正意义上的普及还有些距离，但市面上能让普通摄影爱好者能买得起的全画幅相机确实是越来越多。

佳能EOS-1D X、EOS-1D C

　　EOS-1DX/C采用了佳能自主开发的全画幅约1810万有效像素CMOS。

单个像素尺寸为6.95×6.95μm，比EOS-1DMarkIV所采用的APS-H画幅感光元件大约48%。

这款CMOS具备16个数据通道，可以将捕捉到的画面信息迅速输出到A/D转换电路与图像处理器，为实现高速连拍、超高清短片拍摄奠定了硬件基础。

　　其中，EOS-1DC实现了4K级超高清（4096×216024p）短片拍摄，也可以在Super35画幅（约24.6mm×13.8mm）上实现全高清短片拍摄。

佳能EOS-1DX（C）所采用的CMOS。

佳能5DMarkIII、EOS6D

　　5D Mark III采用了佳能自主开发的全画幅约2230万有效像素CMOS，单个像素尺寸为6.25×6.25μm。

而6D，则采用了全画幅约2020万有效像素CMOS。

单个像素尺寸为6.55×6.55

μm，在佳能EOS系列产品中仅次于EOS-1DX/C。

　　与EOS-1DX/C相比，5DMarkIII的数据通道缩减至8个，6D仅为4个。

佳能5DMarkIII所采用的CMOS。

DxOMark对于佳能三款全画幅机型的评分。

尼康D4

　　尼康D4采用了型号为NC81366W的全画幅约1625万有效像素CMOS。

它的有效像素比D3/D3S增加了约33%，并且在传输速度上超过了此前任何一款尼康单反相机。

值得一提的是，该CMOS在2.7倍裁切模式下（接近1英寸CX格式）可以实现1920×1080的全高清点对点记录。

尼康D800/D800E

　　D800（E）采用了由索尼提供的，型号为IMX094AQP的全画幅约3600万有效像素CMOS。

它的输出尺寸达到了7360×4912像素，是目前所有135数码相机中规格最高的。

单个像素的尺寸约为D700的1/3，所以噪点有略微增大的倾向。

但由于D800对阴影部分的降噪算法做了优化，因此总体表现其实是有增强的。

　　为了提高透光率，D800（E）的低通滤镜上还镀有防反射镀膜。

而D800E取消了低通滤镜的反锯齿功能，从而获得更好的画面细节。

虽然这种做法在一定程度上增大了摩尔纹与伪色出现的概率，但与同像素的中画幅相机对比，D800E由于像素密度较高因此更难出现摩尔纹。

尼康D800所采用的CMOS。

DxOMark对于尼康三款全画幅产品的评分。

尼康D600、索尼A99/RX1/RX1R/VG900

　　根据目前所掌握的资料，D600、A99/RX1/RX1R/VG900这几款产品采用了规格基本相同的全画幅约2430万像素CMOS。

其中，A99所采用的CMOS型号为IMX157，内置用于相位检测的特殊像素；D600所采用的CMOS型号为IMX128L；而RX1R则与D800E类似取消了低通滤镜的功能。

索尼A99所采用的CMOS。

尼康D600所采用的CMOS。

　　与尼康D3X、索尼A900/A850等前一代约2400万像素全画幅CMOS相比，新CMOS不仅加入了全高清短片拍摄功能，同时在高感光度控噪、动态范围方面都有更好的表现。

徕卡M（Type240）

　　大M（Type240）舍弃了柯达CCD，转而采用由比利时CMOSIS公司设计的MAX24MPCMOS感光元件。

CMOSIS创立于2007年，核心团队来自于Cypress，员工不足60人。

我们不清楚徕卡为什么放弃柯达、索尼等大厂，转而与一家名不见经传的公司进行合作。

但在CMOSIS的官网上，我们能找到一款型号为CHR70M的全画幅CMOS，它的有效像素达到了惊人的约7000万！

　　这款MAX24MPCMOS的输出像素为6000×4000，单个像素尺寸约6×6μm，这些数据与尼康D600等产品基本相当。

它采用了14bitA/D数模转换，支持每秒5张的输出速率与1920×1080P的全高清短片拍摄。

为了提高边缘画质，这款CMOS还增大了微透镜的半径，并且缩短了从RGB原色滤镜到光电二极管之间的距离（非常类似于索尼的光浓度技术）。

徕卡M-E、M-Monochrom

　　M-E和M-Monochrom采用了由柯达提供的，型号为KAF-18500的全画幅约1800万有效像素CCD，是市售唯二的全画幅CCD数码相机。

这块CMOS不具备低通滤镜，但保护玻璃具备对红外线的阻隔功能。

与M-E相比，新近发布的M-Monochrom取消了感光元件上的RGB滤镜。

这使所有光线都能直接到达并被像素颗粒所记录，同时也不再需要马赛克方式的图像处理。

显而易见，这种做法能够大幅提升画面细节，但代价就是M-Monochrom仅能拍摄黑白照片。

徕卡M（240）的CMOS组件。

索尼、徕卡三款全画幅产品的评分。

先更正上一篇中的一系列低级错误：

形容感光元件像素颗粒的时候，通常用间距若干微米、大小为若干微米×若干微米来表示。

嗯，单位是微米（μm），不是毫米（mm）。

『APS-C画幅』

　　在目前的中高端相机市场上，APS-C画幅仍旧是占据份额最大的。

除了常见的单反、无反相机外，近期又涌现出不少采用APS-C画幅的大底便携相机。

佳能EOS70D

　　作为当红炸子鸡的70D，采用了一块全新开发的APS-C画幅约2020万像素CMOS，型号为LC1290A 。

这里再赘述一下，佳能的APS-C画幅被定义为22.5mm×15.0mm，略小于索尼、尼康等厂商的标准。

70D的单个像素大小为4.1×4.1μm。

虽然像素密度有所增加，但得益于像素内增幅器的改良，70D的噪点控制水平略好于60D等前一代产品。

　　作为这款CMOS最大改进的DualPixelCMOSAF（全像素双核CMOSAF）技术。

原本1个像素对应1个光电二极管，而70D则是1个像素集成2个相互独立的光电二极管。

在实时取景或短片拍摄模式下，来自2个光电二极管的信号可以实现与相位差检测AF传感器一样的效果；而在成像时，2个光电二极管的信号又会回合在一起进行输出。

　　简单来说，70D具备4030万个物理像素点和2020万的输出像素。

经过试用，单次对焦几乎在瞬间完成，连续对焦的准确率和锁定能力也远远超过其他可换镜头相机。

佳能70D采用的感光元件。

佳能EOS7D/60D、650D/700D/EOSM、EOS100D

　　佳能在售可换镜头相机中有至少6款采用了APS-C画幅约1800万有效像素CMOS。

这款CMOS的单个像素大小为4.3×4.3μm，同样具备无间隙滤镜技术。

　　几款产品中，7D同更高级别机型一样具备8个数据通道，从而保证全像素下也能达到约每秒8张的连拍速度；60D衍生了一个专用于天文摄影的60Da，其低通滤镜可以增大H-α光线的透射率。

650D/700D/EOSM和100D均采用了HybridCMOSAF技术，感光元件上加入了一些专用于相位检测的像素颗粒（100D的对焦覆盖范围更大）。

　　在基于DxO Mark的测试中，以上机型并没有体现出本质上的差别。

佳能EOSM采用的感光元件。

DxOMark对佳能三款产品的评分。

TIPS：

两种CMOSAF技术的差异性

　　从技术原理上DualPixelCMOSAF是所有位置都能进行相位对焦；而HybridCMOSAF只有指定区域能够进行相位对焦，同时最后合焦步骤还是有对比度检测完成的。

从镜头兼容性方面，DualPixelCMOSAF支持多达103款EF镜头，而HybridCMOSAF则只在搭配STM马达镜头时才具有最好效能。

尼康D7100/D5200/D3200

　　这三款产品均采用了APS-C画幅约2400万像素的CMOS，但在尺寸和准确像素数量方面略有差异（D3200的CMOS尺寸略小，像素略高）。

经过海外网站的拆解，我能确认D3200的CMOS来自Aptina，具体型号为NC81369R；而D5200的CMOS来自东芝，具体型号为HEZ1，单个像素大小为3.9×3.9μm。

经尼康开发者证实，D7100所采用的CMOS就是D5200的去低通版本。

　　需要强调的是，D7100是真正去掉了低通滤镜；而D800E是去除低通滤镜中的抗锯齿功能。

　　包括索尼、东芝、Aptina在内，都在为尼康提供感光元件。

据一些资料介绍，东芝和索尼本有深度合作和代工关系，而Aptina也在今年同索尼达成了专利互换。

尼康D7100的感光元件。

DxOMark对尼康三款产品的评分。

索尼A77/A65/NEX-7

　　据ET的消息源，东芝APS-C画幅约2400万像素CMOS就是拿到索尼Layout后生产的。

东芝曾购买过索尼的半导体制造工程；而索尼则在2010年回购了这一工厂。

总之，目前关于A77/A65/NEX-7的技术资料非常有限，只知道其CMOS型号为IMX096AQL。

索尼A58/A3000

　　早先传闻索尼A58所采用的CMOS是由三星生产的，但两者的尺寸和准确像素数量并不相同。

有意思的是，这块CMOS在尺寸上是与尼康D3200完全一致的，让人不得不再产生一些遐想——当然，对普通消费者来说，关注这个也没啥意思。

　　A58/A3000所采用的CMOS拥有约2010万有效像素，同时和更高端的A99一样具备多段式低通滤镜等新技术。

同时在软件方面，这两款产品也与A99一样采用了区域降噪技术。

另外，这两款产品都不具备混合对焦技术。

DxO对索尼三款产品的评分。

索尼NEX-5R（T）/NEX-6/NEX-3N等

　　索尼IMX071及其衍生型号可谓是出货量最大，装配机型最多的APS-C画幅感光元件，涵盖了包括索尼、尼康、富士、理光（宾得）、徕卡在内的30余款产品。

它具备约1600万有效像素，单个像素尺寸为4.8×4.8μm，是目前APS-C画幅上分辨率、高感、动态范围等各方面非常平衡的产品。

　　其中，NEX-5R（T）、NEX-6内置了相位检测像素，技术方面类似于佳能的HybridCMOSAF。

而富士X系列可换镜头相机则采用了X-TransCMOS，RGB色彩滤镜具有更高的无序性，无需低通滤镜也能避免摩尔纹与伪色的出现。

最后，尼康COOLPIXA、PENTAXK5IIs、理光GR这三款产品取消了低通滤镜。

　　画质方面，后期机型终归还是有小幅提升，但总体上品牌内各款机型的变化不是太大。

富士X-TransCMOS的滤镜排列。

三星NX系列

　　三星目前在产NX系列无反相机均采用了APS-C画幅约2030万像素CMOS。

区别在于NX300具有混合对焦技术，而其他机型（NX2000/210/20/30和GALAXYNX）则只提供普通的对比度检测对焦。

适马SD/DPMirrill系列

　　以上介绍的感光元件都是马赛克型排列的，因此就存在保留分辨率与消除摩尔纹、伪色之间的博弈。

适马DP系列是135相机中最早取消低通滤镜的产品之一，它采用了FOVEONX3感光元件，具有蓝、绿、红三个独立感光层，从原理上解决了摩尔纹和伪色的问题。

适马X3型感光元件的结构图。

　　SD1M、DP1M/DP2M/DP3M采用了最新一代的X3型感光元件。

尺寸为23.5mm×15.7mm，单层像素约1536万，总像素约4608万。

最重要的，这一代CMOS的制造成本有了大幅下降，让实际产品能被更多消费者所接受。

『4/3英寸』

　　4/3英寸规格感光元件原本是奥林巴斯和松下两家公司联手开发，并由松下生产制造的。

但随着索尼的强势介入，这一原本规格相对简单的市场也变得多样和复杂起来。

奥林巴斯系列

　　经奥林巴斯社长笹宏行确认，E-M5所采用的4/3英寸约1610万像素CMOS确实是由索尼制造的。

而此后的E-P5、E-PL5、E-PM2等产品也采用了这一感光元件。

（此处给某款重要产品留空）

松下系列

　　和奥林巴斯相比，松下目前的产品就要复杂很多。

既有自己生产的，也有外部采购的；既有冗余型CMOS，也有标准4/3英寸的。

（所谓冗余设计就是16:

9格式下的宽边更宽）

-GH3：

总像素1720万、有效像素1605万，标准4/3英寸。

-GX7：

总像素1684万、有效像素1600万，标准4/3英寸。

-G6/G5：

总像素1831万、有效像素1605万，冗余式设计。

-GF6：

总像素1668万、有效像素1600万，标准4/3英寸。

-GF5：

总像素1306万、有效像素1210万，标准4/3英寸。

奥林巴斯、松下三款产品的DxOMark评分。

『1.5英寸与1英寸』

　　从规格上，1.5英寸（18.7mm×14.0mm）的面积是要略大于4/3英寸（17.3mm×13mm）的；而1英寸则是目前按『英寸』作为规格的感光元件中，唯一3:

2的。

佳能PowershotG1X

　　佳能G1X采用了自主研发、生产的1.5英寸约1430万像素CMOS。

与佳能EOS系列广泛使用的APS-C画幅1800万像素CMOS相比，这款CMOS的面积约78.8%、有效像素约79.4%，基本可以看做是在前者基础上进行了裁切。

佳能PowershotG1X所采用的感光元件。

索尼RX100/RX100II

　　或许是看到佳能推出G1X这样的大底便携相机，索尼在平衡性能和体积之后，选择采用1英寸作为旗下高端便携相机RX100/RX100II的感光元件。

这两款产品都具备2020万有效像素，主要差别是RX100是传统前照式结构（编号16322），而RX100II是背照式结构。

　　值得一提的是，索尼的QX100镜头机采用了与RX100II完全相同的背照式CMOS。

索尼RX100所采用的感光元件。

尼康1系列

　　尼康1系无反相机采用了由Aptina生产制造的1英寸CMOS。

其中，V2/J3具备约1425万有效像素，而V1/J1/J2/S1则具备约1010万有效像素。

这些CMOS的共同特点是：

-内嵌用于相位检测的特殊像素（构成73个AF点），可在适宜拍摄环境下，提供媲美数码单反相机的对焦速度；

-可实现最高每秒60帧的高速连拍性能；

-具备准4K短片录制功能（尼康1系的动态快照功能）。

尼康1V1/J1所采用的感光元件。

佳能、尼康、索尼三款产品的DxOMark评分。

『2/3英寸』

　　目前，市场上采用2/3英寸感光元件的有富士X20和诺基亚Lumia1020。

富士X20

　　与前代产品X10相比，X20主要有三点改进。

首先，它采用了与X系列可换镜头相机一样的X-Trans像素排列结构，达到无需低通滤镜也能避免摩尔纹与伪色的效果。

其次，它增加了用于相位检测的特殊像素，因此实现了混合自动对焦。

最后，X20还采用了背照式结构，进一步提升高感光度的控噪性能。

　　值得一提的是，此前的X10/XS1/XF1等产品采用了EXR像素排列结构。

除了标准的全像素输出外（HR模式），还能通过合并相邻像素达到扩展动态范围（DR模式）或降低噪点（SR模式）的功能。

事实上，即使不在DR模式下，只要我们将输出像素从1200万选择成600万，就能使用最大400%的动态范围选项——但对X20来说，由于像素排列结构发生了调整，因此不在具备以上特性。

诺基亚Lumia1020

　　Lumia1020与去年发布的808PureView一样均具备约4100万像素，但两者的感光元件并不相同。

808采用的是1/1.2英寸CMOS，相比1020所采用了1/1.5英寸背照式CMOS，面积大了约56%；而1020因为采用了背照式结构，因此理论上感光能力能获得约30%-50%的提升。

　　需要说明的是，1020和诺基亚其他几款PureView手机一样均采用了带有冗余像素的感光元件，长宽比约为1.43:

1，无论是在4:

3模式下还是在16:

9模式，输出像素都无法达到4100万。

正因如此，1020在不同拍摄比例下的视角也有所差异，具体为：

4:

3模式下等效焦距约27mm；16:

9模式下等效焦距约25mm。

『1/1.7英寸和1/2.3英寸』

　　在智能手机和索尼RX100/RX100II的上下夹击下，采用1/1.7英寸的传统高端便携相机，其市场空间已经越来越小。

另一方面，一些便携摄像机、智能手机也已开始采用1/2.3英寸感光元件，进一步侵蚀传统卡片相机的市场份额。

佳能G16/尼康P7800/三星EX2F/松下LX7等

　　以上产品，及佳能G15/S200/S110、尼康P7700/P330均采用了由索尼提供的，型号为IMX144CQJ的1/1.7英寸约1240万有效像素CMOS感光元件。

这款CMOS在1200万输出像素、12bit A/D转换模式下，可以达到最高约每秒35张的输出速度；同时支持最高每秒60帧的4K级超高清短片拍摄（4096×2160），只不过目前还没有哪个厂商发挥其这项性能。

索尼XperiaZ1

　　XperiaZ1是索尼首款影像智能手机，它采用了目前最大尺寸的ExmorRS积层式CMOS，具体规格为1/2.3英寸约2070万有效像素。

或许是受图像处理引擎和Android操作系统的限制，目前XperiaZ1在全像素输出下，最高感光度只有ISO800，并且无法使用HDR或场景模式等功能；但在800万像素下，最高感光度可达到ISO3200，并能使用其他所有功能。

其他1/2.3英寸背照式CMOS

　　目前，市场上可见的1/2.3英寸背照式CMOS有1200万像素、1600万像素、1800万像素和2000万像素共4种规格。

其中，1200万像素和1600万像素规格有多家厂商可以生产，而1800万像素和2000万像素这两种规格基本是由索尼Cyber-shot系列产品独占。

这里列举几款得到确认的产品和感光元件型号：

　　GoProHero3采用索尼提供的，型号为IMX117CQT的1/2.3英寸约1240万有效像素背照式CMOS。

这块CMOS不仅可以在4096×2160的分辨率下提供每秒60帧的画面输出，同时还能输出超采样的1080P视频或在1080P及以下分辨率上进行无损数码变焦，是目前综合性能最强大的1/2.3英寸背照式CMOS。

　　索尼HX300采用了索尼制造的型号为IMX147的1/2.3英寸约2040万有效像素背照式CMOS，是目前同类产品中输出像素最高的。

而索尼WX100等产品则采用了索尼制造的型号为IMX118CQT的1/2.3英寸约1820万有效像素背照式CMOS。

GoPro3Hero所采用的CMOS。

『1/3英寸及更小规格』

　　以往ET是不关注这一系列微型CMOS的，但由于智能手机拍照功能愈发抢眼，因此这一版加入了关于1/3英寸及更小规格主流产品的介绍。

三星GalaxyS4等

　　目前，Android平台中高端智能手机普遍采用了由索尼提供的，型号为IMX135的1/3.06英寸约1313万有效像素积层式CMOS。

它的单个像素大小为1.12μm×1.12μm，可拍摄HDR全高清短片。

同期发布的还有1/4英寸约808万有效像素的IMX134以及内置处理器的ISX014。

索尼ExmorRS积层式CMOS。

苹果iPhone5

　　上一代的苹果iPhone4及三星GalaxyS3等产品采用了由索尼提供的，型号为IMX145的1/3.06英寸约800万像素背照式CMOS，而iPhone5应该是这一CMOS的改良和优化版本。

具体型号未知，但高感光度画质确实得到了明显提升。

诺基亚Lumia925

　　Lumia920/925/928均采用了1/3英寸约870万有效像素的背照式CMOS。

同样是冗余设计，4:

3下输出像素约800万、16:

9模式下输出像素则为710万。

　　以上就是《主力感光元件规格汇总2013版》的全部内容，希望能为大家的选购、对比带来一些帮助。