感光元件新设计，自动重设电路免过曝

文：Alex

德国斯图加特微电子研究所（The Institut für Mikroelektronik Stuttgart）的研究人员为解决像素变成“死白”的问题，开发出一种感光元件，能够在过曝时自动“重设”感应器，务求能准确地记录所有光线的亮度。

▲引入自动重设机制的感光元件设计示意图。

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传统的 CMOS 感光元件都存有感光范围的限制，即所谓的动态态围，如：14 级光。简单来说，若然光线高于“14 级光”此一强度，由于已超出感光元件的负荷，因此感光元件只能以最大值作为记录。大家可想像仅能显示 8 位数字的计算机，若某条算式的结果是个 9 位数字，屏幕亦只能显示“99,999,999”。

在这个新感光元件上，当一个像素点达到亮度的最大值，它便会立即重置为零，并继续感应光线。与此同时，像素点重置次数也会记录下来，稍后连带“剩余值”，一并计算光线的总亮度。

▲使用传统感光元件拍摄，若光线强度太高，会造成过度曝光，甚至变成“死白”。（Photo by nile @Pixabay）

由于引入了无限重设机制，意味着影像永远不会过过度曝光，亦不会出现“死白”。“宁欠勿过”这条数码摄影的金科玉律（欠曝在后制时尚可加光，但过曝则完全无法挽回细节）也可能不再适用。

不过，首席研究员 Stefan Hirsh 指出，这一感光元件虽然可以拍摄照片，但比较适合用于影片拍摄。目前研究还处于早期阶段，而且感光元件仍有诸多限制，例如需要不少额外的电路。这意味着实际的光电二极管（用于感应用光线的部分）只能占每个像素点表面面积的 13% 左右。

按这里可阅论文详细内容。

来源：DIY Photography、Image Sensors World