搬书

反差的速度能追上相位,单反真的没必要存在了.
佳能这次难道是憋了太久,一不小心喷了?!

站在前排学习新技术

终于有点儿好玩儿的东西啦！

期待好的效果！

70D发布以后，坛子里又开始一轮热闹，但是基本上都没有看到真正关键的技术问题。

70D这次使用的2000万像素APS-C传感器，采用了“Dual Pixel CMOS”传感器，这个是什么意思呢？

很简单，佳能这次在每个像素（至少是参与对焦像素）的位置，并排放置了2个光电管，在对焦时分别输出两个信号，让对焦处理器可以进行两个方向的相位检测，在拍摄时再通过传感器内的电路进行信号合并处理。

也就是说，70D的传感器实际上有4000万个独立的光电管。

由此带来了巨大的性能挑战，比如：

1、信噪比性能？

2、图像处理器性能？

3、用于实时相位检测对焦的处理器性能？

4、暗光下对焦性能（据说可以达到在0EV下的LV实时对焦）？

5、高感性能？

等等等等。

因此，这次的发布，实际上是一个极其重大的改变，对以后几乎所有型号的发展都有重大影响。

这个改变是否能达到良好的效果，只能等到实际测试之后，才能进行评价了。

以下内容由 spot 于 2013-7-2 23:25 补充
以下是佳能发布Dual Pixel CMOS的相关新闻稿：

英文连接http://www_canon_com/news/2013/jul02e.html

中文连接http://www.canon.com.cn/news/products/2013/pr_2013_07_02-16_00_00.html

以下内容由 spot 于 2013-7-2 23:26 补充

英文原文：

Canon's newly developed Dual Pixel CMOS AF, an innovative new image-plane phase-difference AF technology, employs a CMOS sensor on which all of the effective pixels are able to perform both imaging and phase-difference AF. Each individual pixel (the smallest structural unit capable of outputting an image signal) on the CMOS sensor incorporates two independent photodiodes (elements that transform light into electrical signals) which output signals that can be used for both imaging and the phase-difference AF.

中文原文：

佳能新研发的“Dual Pixel CMOS AF”，是一项在图像感应器像面上实现相差自动对焦的革新技术，CMOS图像感应器上全部有效像素都具有成像和相差自动对焦的双重功能。位于CMOS图像感应器上的每个像素（能够输出图像信号的最小单元）中都集成了2个独立的光电二极管（将光信号转换为电信号的元件），其输出的信号既可用于成像又可用于相差自动对焦。

两个新闻稿的内容完全一致。

以下内容由 spot 于 2013-7-3 19:59 补充
这帖子里有人提到70D的传感器来源问题。

这是佳能发布70D的正式媒体新闻稿，连接http://www_canon_co_uk/About_Us/Press_Centre/Press_Releases/Consumer_News/Cameras_Accessories/powerful_versatile_Canon_EOS_70D.aspx

其中谈到70D的CMOS传感器时的原文是：

The EOS 70D features a new 20.2 MP APS-C CMOS sensor, designed and manufactured by Canon.

70D使用了一块新的2000万像素APS-C规格CMOS传感器，由佳能设计和制造。

整个互联网上所有的相关报道，包括DPreview等各网站，都使用相同的内容。

我认为，没有任何证据之前，没必要引入其它说法。

以下内容由 spot 于 2013-7-3 23:16 补充
感谢strawberry网友找到了2003年佳能公司的一个专利2003-156677，虽然不能确定，但这个专利的设计很可能跟70D的传感器设计有直接关系。

以下是这个专利中像素结构的电路原理图：像素内电路结构是：

每个像素里有两个独立的光电管，光电转换的产生的电荷分别累积在2、52。

每个光电管都有一个独立的浮动跟随放大器3、53。有两个独立的控制信号总线TXo、TXe。这两个放大器的输出进入放大器5实现ISO放大，再通过控制门6进入读出路径。

工作过程是这样的：

在对焦模式下，两个光电管同时累积电荷，然后顺序分别发出控制信号TXo、TXe，让两个放大器3、53的输出，分别进入放大器5，然后再通过6进入读出路径。这样，就可以在读出路径，分别获得两个光电管的独立输出信号。

在图像采集模式下，同时发出控制信号TXo、TXe，让两个放大器3、53的输出一起进入放大器5，这样，读出路径获得的是合并后的输出信号。

2->3->5，52->53->5，然后5->6，这个流程非常清楚。

TXo和TXe是两个独立总线，可以分别控制放大器3、53的输出进入放大器5（对焦模式），也可以合并后进入放大器5（图像模式）。

以下内容由 spot 于 2013-7-3 23:36 补充
澄清一下：

请注意我的帖子标题和内容，一直说的都是4000万个光电管，从来都没说过70D是4000万像素，这当然有本质区别。

4000万个光电管，就算在结构上是能够读出4000万个数据，但这并不是4000万个像素。

同一个像素内的两个光电管共享的是同一个微透镜，同一个滤色片，其目的是为了获得同一个点的光线相位，用于相位差检测对焦，而对于图像来说，这两个光电管得到的场景信息是同一个点的，无论是亮度还是彩色信息，都是完全一样的，这根本不是4000万个像素。

佳能也根本不可能用这种说法。

以下内容由 spot 于 2013-7-5 08:46 补充
70D的像素结构对信噪比控制肯定是一个挑战。

下图是strawberry网友找到的佳能专利2003-156677中的像素结构图，在前面已经分析过，虽然还不能确定，但是这个专利很可能与70D采用的技术有直接关系，以下的分析以该专利为基础。对焦模式不用说了，读出的是单个光电管的信号，感光面积小了一半还多，仅仅考虑光量子噪声的信噪比，就下降至少3dB以上（曝光量减少一倍，相当于ISO设置提高一档，信噪比下降3dB），当然，这个主要影响的是弱光下的对焦性能。

在图像模式下，两个光电管输出合并后再放大进入读出路径，实际上总的量子效率，也低于像素里只有一个光电管的情况。从上图的像素结构图可以看到，两个光电管中间还有电路，对微透镜投射下来的光线来说，等于中间被浪费了一部分，总的量子效率肯定要比单个光电管差。对信噪比也有不利影响。

再加上两个光电管都有自己独立的放大器，各自的输出合并后，才进入像素基本ISO的放大器，等于多加了一级放大器。

在清零复位的时候，复位电压也要通过两个放大器分别进入两个光电管，复位不彻底带来的噪声也是一个潜在的问题。

以下内容由 spot 于 2013-7-5 09:47 补充
可以肯定，70D这种做法与像素里只有一个光电管相比，对信噪比会有较大影响。

1、总的有效感光面积下降了,70D现在单个像素边长是4微米，考虑到这种损失，其感光效率也许相当于3.8-3.9微米，这刚好跟2400万像素的APS-C相当，比如D7100、D3200、A77、NEX7等都是3.8-3.9微米。

2、每个光电管额外增加了一级放大器，固定模式噪声问题会更严重。

3、清零复位电压也要通过这个额外的放大器才能进入像素，考虑制造中的不精确性，复位噪声的影响也会更严重。

尤其是后两点，很可能必须对现有噪声消除电路做重大改进，但如果这样作的话，反而会带来一个额外的好处，那就是70D暗部噪声以及固定模式噪声将会相当低。否则，70D的噪声问题将可能相当严重。

总之，与现有的其它佳能APS-C传感器相比，70D的传感器性能要么更差，最终被证明是一个失败的尝试，要么就非常好，从而推广到其它各系列的产品上，开始一个新的时代。

我估计现在很多人都在相当迫切地等待70D的详细测试结果。