6月11日，富士和松下官方网站发布了联合研发使用有机材料感光层的有机CMOS感光元件技术的新闻。有机CMOS是什么？和传统的CMOS相比有何特点？我们翻译了官方网站的新闻资料，与大家分享技术信息。
新闻主要内容翻译
富士和松下联合公布开发一种使用有机光电转换层的有机CMOS图像传感器技术 [可提供业界最高的动态范围和色彩鲜艳细节生动的图像]
富士和松下开发了一种新的有机CMOS图像传感器技术，在图像传感器的光线接收部分使用有机光电转换层，以实现超越传统的图像传感器的性能。使用了这种新技术感光元件的数码相机和其它数字影像产品能进一步扩展其动态范围表现和信噪比，避免在明亮的场景中出现高光细节丢失，而在拍摄弱光场景时能有更鲜艳的色彩和更生动的细节。
目前整个行业正在努力探索各种增加像素数量的技术方法，并显著提升了传感器的分辨率，但是为了进一步提升画质，则需要在扩大动态范围、提高信噪比、防止串扰和像素之间的颜色混淆等方面下功夫。松下利用其先进的半导体设备技术以提升其高性能图像传感器的画质。另一方面，富士研发出了一种使用在传感器光线接收部位的有机光电转换层，替代了传统的硅光电二极管，新技术能使CMOS对光线感应和吸收更为灵敏。
这两家企业将会在各类产品中广泛推广和采用这种有机CMOS图像传感器技术，包括安全摄像机，车载摄像机，移动设备和数码相机。
松下和富士目前的研究成果，将于2013年6月11日在京都举行的VLSI技术研讨会和6月15日在美国犹他州举行的国际图像传感器工作组会议上公布。
新型有机CMOS图像传感器技术介绍
传统的图像传感器是由捕捉光线的硅光电二极管、金属导线、色彩滤镜和微透镜组成。而新研发的有机CMOS图像传感器使用有机光电转换层，替代了高吸光系数的硅光电二极管，受光部厚度降低至0.5微米，仅为硅光电二极管的几分之一。这种新的感光原件结构带来了以下好处：
1，松下的半导体设备技术将感光器的信号饱和值提高了四倍，加上新开发的降噪电路，传感器提供了高达88dB的业界最高动态范围，避免在明亮的场景中出现高光细节丢失，而在拍摄弱光场景时能有更鲜艳的色彩和更生动的细节。
2，即使在弱光环境下，新CMOS对光线的灵敏度比传统感光器元件提高1.2倍。
在使用松下半导体生产设备技术制造的新感光器，其每个像素的晶体管和金属导线连接部分，覆盖了富士研发的有机技术材料制作的光电转换层。
传统的图像感光器技术由于存在金属连接件，因此设计了遮光膜以防止光线进入单个像素中光电二极管以外的区域，但这也限制了感光器的光线接收面积。而使用了有机光电转换薄膜涂层的CMOS图像感光器则无需遮光膜，这样便能捕捉在单个像素点上的所有光线，感光面积提升了1.2倍。相比传统的感光器，即使在低光照环境中也能提供更清晰的图像。
3，光线入射角扩大到60度，色彩还原更真实
传统的硅光电二极管厚度至少在3微米，因此光线入射角度被限制在30~40度范围。而富士开发的高吸光度系数有机薄膜厚度仅0.5微米，有机CMOS的光电转换层薄膜入射角可扩大至60度，即使入射光处于一定角度范围内也可保证无色差的色彩还原。而且在镜头设计中也可有效灵活利用这一特性，将镜头做得更小。
4，为更广泛的应用提供高可靠性
富士研发了一种无机薄膜层用于保护有机光电转换层，保护层可以阻止水汽和氧气和有机薄膜接触，防止性能退化。目前有机CMOS图像传感器技术已经通过了温度、湿度、光电等可靠性测试，为广泛应用铺平了道路。
Soomal观点
在联合研发公布前，松下和富士早已发布各自的新CMOS技术，但两家合作开发却非常出人意料，目前CMOS感光元件技术和生产已基本被日本企业垄断，近年来的CMOS技术也主要是以提升像素密度为主，其他指标进步相对缓慢，“挤牙膏”已经逐渐成为业界惯例。目前高级单反相机已达到14bit色深输出[理论动态范围约84dB]，而松下和富士联合的有机CMOS技术可理论上达到88dB，也就是接近15bit的水平，进步幅度还是比较明显的，这有助于松下和富士以及使用该技术的其他相机厂商设计出动态宽容度更高的数码相机产品。不过我们也要看到，88dB相比人眼的水平[等效约100dB]依然存在明显差距，技术远没有见顶。
由于有机光电转换层厚度小，入射角度大，有了更大的通光量，能进一步解决镜头的暗角失光和边缘色散问题，这将有助于降低镜头设计门槛，对低端镜头和老镜头的画质也可能有明显的提升作用。系统的后焦距还可进一步缩小，这样能做出更小的机身和更小的镜头，便携性也将更好。如果用于手机摄像头设计，也将更容易设计出更薄的摄像头模块。
新的感光器设计，还提升了每个像素单元的有效感光面积，这个特性或者可以直接提升画质，也可以在画质不变的基础上，进一步的提升像素密度，这与索尼的堆栈式设计殊途同归。这些技术特点可能会对镜头的光学分辨率提出更高一些的要求。
富士和松下的联合开发，集成了富士在传统胶卷领域的材料技术积累和松下的电子、半导体技术，对富士而言，由于自身数码相机市场份额太小，而松下有着更广泛的数字图像产品市场，能分摊技术的研发成本，对于两家企业而言都有着非常积极的意义。而且在索尼对CMOS技术和生产日渐形成垄断之时，对于其他无力自产CMOS感光元件的相机厂商，也增加了一个更好的选择，借助新有机CMOS感光器技术，体积更小，画质更好的微单和大底卡片数码相机即将出现，大家不妨拭目以待。
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