从"芯"而论 浅谈数码相机传感器进化史

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    因为CCD成本高，良品率低，而且速度慢高感差，不能适应高速拍摄需要。所以，随着CMOS工艺的进步，CMOS取代CCD是历史的必然。2001年，佳能推出了D30，是第一台采用CMOS的单反相机。但是当时CMOS的画质还不足与抗衡CCD，所以并没有巨大反响。但是到了2002年，佳能推出1DS，虽然之前已经有几款全画幅数码单反，但是用CCD制造一块全画幅，成本极高，因此并没有得到用户认可。而佳能1DS使用了CMOS之后，售价真正进入了民用能接受的范围，因此CMOS的天下，从此开始。虽然CCD依然有着画质优势，但是到了2007年左右，CCD的保有量已经很少，2010年之后，几乎在没有CCD的135产品。

·从CCD到CMOS 成本决定一切

佳能D30是第一台CMOS画幅的单反，而第一台可以用于市场销售的全画幅1DS，同样是CMOS，从而让价格快速下降

    第一台数码相机的画幅，在现在看也就是个卡片机，在当时来看由于高昂的售价和复杂的存储，也没有引起太大的轰动。在1999年佳能推出了第一款数码单反D2000，而尼康则是在2000年推出了D1，也都是采用APS-C或者更小画幅。但是2001年，康泰时推出了第一台全画幅数码单反相机 N DIGITAL，第一次把数码全画幅这个概念呈现在了人们眼前。可惜的是，由于CCD工艺复杂，制作全画幅几乎是天工之作，因此康泰时N DIGITAL不仅售价极高而且供货稀少跳票多月，最后也落得了不了了之的下场。

·其他厂商在做啥 索尼成就刷机狂魔

    其实可以看到，从CCD成熟应用，再到CMOS全面崛起，不超过十年时间。为何CCD到CMOS的迭代进行的如此快速，以至于即便是CMOS的画质不如CCD，CCD仍然被快速淘汰。根本原因在于“成本与价值”。CMOS价格便宜，足以让数码相机普及，而另一方面，CMOS具有高速性能，在那个时代，体育摄影决定了厂商的使用取向，因此从这一点来说，具备高速拍摄性能的CMOS，无疑从属性上就碾压了CCD。

    “芯”，指的是物体的中心部分，也可以指物体的核心，比如“芯片”；对于数码相机来说，最核心的部分自然是相机的传感器。相机行业发展已有百余年，但数码相机出现不过三四十年，而真正进入民用领域仅有二十余年。但是这二十年，凭借着微电子技术的快速发展，不管是相机传感器还是相机处理器都经历了飞速的发展，特别是相机传感器部分。从湿板到正片再到负片，每一次进步都需要几十年甚至更长时间，但是从CCD到CMOS不过二十余年时间。究竟数码相机是如何进化的，画幅真的是从小到大吗，今天我们就来简单聊一聊数码相机的“芯”历史。

    另一方面，虽然相机在朝着全画幅发展，但是如今画质的需求已经并不过于强烈。2400万像素的APS-C画幅对于家用来说不仅够用而且绰绰有余。因此相机发展正朝着另一个方向发展，那就是视频化。从2008年佳能5D2推出全高清视频到如今，相机视频发展飞速，4K已经基本普及，未来的视频发展，将会想着更高帧率更高码流发展，从这个维度来说，M43这些小底相机，有着逆势追上的潜质。

CCD画质有多好，可以看到近两年专业中画幅后背才换用CMOS，而且不是全部更换（图中三款相机，索尼A900为CMOS，适马SD1为X3，而IQ180为CCD）

    最初的数码相机，可以追溯到上世纪七八十年代，第一台数码相机产自柯达，仅仅可以拍摄8万像素的黑白图象，仅仅是一个试验品，第一台真正意义的数码相机诞生于1981年，说出来可能不信，这台数码相机是索尼生产的，型号为Mavica。
2001年康泰时推出了N DIGITAL这款全画幅，但是结局并不好

·未来尽是变数 但全画幅仍是主流

    说了这么多，其实数码相机厂商还有很多，其他厂商都在做什么？柯达和康泰时作为曾经的巨头，基本上死在了数码相机民用化的第一股浪潮上，但是奥林巴斯却一直在不断努力，在数码相机初期有着非常不错的表现。奥林巴斯在曾经推出E系列，主打43画幅，同样是单反系统，但是更加轻巧。不过在画幅竞争中，43画幅逐渐败给了APS-C和全画幅，因此奥林巴斯的43系统一度销声匿迹。近些年才和松下一起，在M43画幅的无反领域重新杀出了一席之地。

    当然，事后的事情大家就比较清楚了，2013年索尼第一次推出A7系列，从推出就备受好评，全画幅的高画质加上微单的轻巧便携，也注定了索尼在无反领域的行业老大地位。

    如下图所示，CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。