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柯达ccd [复制链接]

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发表于 2016-11-16 08:17:18 来自手机 |显示全部楼层

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长城上专访龙的传人——5位柯达华人科学家传授宝贵知识
2004-10-13 11:52:09 文章来源:2003年3月期刊   作者:《影像通讯》 
 

  采访龙的传人@柯达活动的最大收获是能近距离与5位柯达专家接触,并在长城上对他们作了深度采访,特具意义之余更获取了许多宝贵的知识,并从中领略到产品研发人员对产品和技术的独到见解,其中内容对摄影爱好者和影像业经营管理者们都大有裨益,能使人茅塞顿开。

热升华打印系统原创者——林建光博士(伊士曼柯达公司前资深研究员)

简历(由柯达公司提供,以下同):
  林博士出生于马来西亚,5岁时随家人移居广东,7岁移居香港,1962年在香港浸会学院取得化学学士学位,1966年在德克萨斯拜勒大学获取化学博士学位。随后,在尤他州立大学从事两年博士后研究后加入柯达,担任高级化学家,于2000年退休。在1999-2000年间,林博士是柯达研发部仅有的两位资深研究员之一,学术地位崇高。

  林博士从1982年开始研究彩色打印技术,以使数码打印系统能够获得高品质的照片,经过大约一年的研究和试验后,由林博士带领的研究小组决定开发热升华打印系统。

PIN-AE: 请问是什么因素促使您去研发热升华打印系统的呢?
林博士:其实没有什么特别的因素,大家都在研究输出质量更好的打印方式,只不过我在研究热升华方式而已。热升华是一种质量优秀的打印方式,它具有连续色调打印输出、高稳定性、没有污染等众多优点。

PIN-AE:热升华打印机耗材比较昂贵的问题似乎至今仍未解决,请问这是什么原因?
林博士:因为这种方式每打印一英寸的图像就要消耗同等面积的打印色带。而且,那怕打印区域内只有一小部分图像需要消耗色带上的颜料,也要浪费掉“多余”的颜料,所以很难降低打印成本。



张哲民博士——伊士曼柯达全球副总裁兼研发部副总监

简历:
  张博士出生于上海,9岁时随家人移居香港。1960年获得肯塔基Asbury学院的化学学士学位,随后分别于1962年和1965年获得伊利诺伊大学的硕士学位和博士学位。

  张博士1967年加入柯达,此后17年中先后担任化学家、实验室主任……等职务。1984年升任为化学部经理……1986年被任命为材料部门副经理和负责影像研究及高级研发的副总裁,1998年起担任此职。

  张博士给年轻人的建议是:为自己设立一个梦想,并为之奋斗。只有热爱你的工作,你才能成功。

PIN-AE:身为华人,在海外奋斗是否需要格外的努力呢?会否很艰辛呢?
张博士:您的意思是指种族歧视之类的事情吧!我基本上感觉不到这种压力,但这种压力是否存在呢也不敢完全否定,例如大家一起做研究的时候,别人会否留有一手,不把自己的经验与你交流也是很难猜测到的。

PIN-AE: 我有一些特别想向您这样的研发人员发问的问题——厂家在产品宣传推广上往往会把一些技术特点加以美化、突出或制造亮点,从而吸引消费者去购买。一般消费者由于缺乏专业知识去作鉴别,往往会误以为一些普通的技术是很先进的。请问,您作为技术研发人员,对这种情况有何看法呢?
张博士:厂家在宣传推广上运用商业手段是可以理解的。研发人员对技术的理解会与消费者的很不相同,其实许多时候不同的大公司都在研发着同一类型的新技术,大家都有能力研发成功,但彼此所走的路向会不尽相同,这受到各公司不同的文化、不同的投入程度等因素左右着,从而产生新技术、新产品推出时间先后和彼此技术特点不同……等等差异。单从技术角度论,许多时候是很难说谁比谁更先进的。新技术被研发成功后还不具备生命力,必须经过量产、包装、营销处理而变成产品后才拥有市场价值。这样一来,更使得同一类技术因不同公司文化而产生不尽相同的结果了。

PIN-AE:那请问日本公司和美国公司在把新技术变成商品的处理风格上有什么差异点?
张博士:美国公司相对而言作风比较务实,有时候显得保守。有时候,一些新技术被研发成功后如果发现一时难以发展,或者商品化后未能马上取得成功,就很可能被丢在一边。而且,在产品化进程上,美国公司有时候会在节奏上把握不好,好象柯达多年前率先推出的图像CD,就因为推出时间过早而一时未能取得成功了。所以,有的时候明明是我们最早研发成功了新技术的,但最终却是日本的产品最早推出市场。
日本公司的文化则很不相同,他们在产品包装、推广等方面表现得很大胆。而对于一时间未能取得成功或未成熟的技术和产品,其处理手法也不尽相同——只要认定其具有发展潜质就会坚持下去,继续投入下去,直到成功为止。

PIN-AE:请问,你们在研发新技术时有否把利于商品化后销售的因素考虑进去呢?
张博士:研究员只会考虑技术上的事情,待技术研发成功后便与市场部的同事沟通,听取他们的意见后再按市场需要作调整。



OLED(有机发光二极体)发明者——邓青云博士(伊士曼柯达公司资深研究员)

简介:
  邓博士出生于香港元朗,1970年在英属哥伦比亚大学获得化学理学士学位,1975年在康奈尔大学获得物理化学博士学位,之后成为纽约罗切斯特柯达研究实验室的研究科学家,开始了从事有机半导体材料和电子应用设备开发的职业生涯。

  邓博士在1979年就发现了OLED,目前是柯达OLED研究团队的一位领导者,他在太阳能电池、静电照相和OLED方面拥有50项美国专利,曾获得柯达杰出发明家称号。

PIN-AE:我想了解一下科学家是怎样发明新事物的,据资料显示,您是无意中发现了OLED的,请问个中情况如何?
邓博士:这没有什么玄妙,其实当时我已经在做类似的研究,发现OLED也是必然的事。像我这样的研究员每天都在研究,碰到发明新事物的机会自然就相对多点儿了。

PIN-AE:请您介绍一下OLED的特点。
邓博士:OLED是一种基于有机薄膜(电致发光体)的自有光源显示屏技术,它不需要光源,比LCD(液晶)有以下优胜点——超薄(约1mm)、超轻、宽可视角度、刷新速度快1000倍、低能耗、制造成本低、低温特性优秀(-400C时依然良好)、可实现柔性显示(可弯曲)。它可应用于PDA、便携式DVD播放机、工业仪表、飞机仪表……等广阔领域上。

PIN-AE:OLED现在已经进入商品化程度了吗?它还面对着那些技术难点?
邓博士:柯达已经与日本SANYO(三洋)合资了一家新公司,将大量生产OLED显示屏产品。OLED目前还需要在制造大尺寸产品时解决寿命不够长的问题,但随着技术、材料的进步,那是可以最终被解决的。



Max全能胶卷技术突破者——林明志博士(乳剂技术部)

简介:
  林博士出生于台湾,在台湾国立大学取得化学工程学士学位,1980年在卡耐基梅隆大学获得化学工程博士学位,同年进入柯达研究实验室工作。在柯达工作期间,林博士在沉淀和增感作用领域开展基础性的卤化银(AgX)研究,他目前专注于高感光度胶卷产品的研发。

PIN-AE:柯达仍会继续研发胶卷吗?
林博士:目前而言,胶卷仍会研发,但5-10年后就不敢保证了。

PIN-AE:专业胶卷与民用胶卷在设计上有哪些不同点?
林博士:由于考虑到专业胶卷的使用者会懂得即用即冲洗和妥善保存,故不用对保存稳定性、高温适应性等方面作过多考虑。民用胶卷则会掺入一些物质去维持性能,尽量设计得能适应各种使用条件。无论专业或业余胶卷,其设计均应该使其保持在最新鲜时有最高性能,然后尽量使其在生命周期内维持着高性能。

PIN-AE:在胶卷产品的宣传中,往往有感光晶体更扁平的语句,某些品牌更会对此描绘得出神入化,请问使感光晶体更扁平化是技术难度很高的工作吗?
林博士:这不是太难的事情。感光晶体的形状是可以通过培植法控制的。抛开宣传手法不说,从技术角度看,关键点在涂布生产后是否仍能维持实验室里所做的完美状态。此外,在涂布完成、制造成胶卷后,感光晶体仍然在不断变化,其形状和排列会随着生命周期而渐渐变化,在变化到某程度时就代表失效了,所以胶卷有使用期限制定。

PIN-AE:坊间流传着这样一种理解:高感光度胶卷的含银量比低感光度的要高,这是真的吗?
林博士:不,高速胶卷不一定就是含银量更高的,我们的努力方向反而是使其的含银量越低越好。含银量高者受宇宙射线干扰的程度自然也更高,含银量低既受干扰更少又能使冲洗时间更短(可以更好地适应短冲洗时间药液的处理)。

PIN-AE:高感光度胶卷在包装材料上需要考虑抗宇宙射线干扰吗?
林博士:宇宙射线是无法阻挡的,只能减轻。ISO800以上的胶卷会有一些相应防护措施。

PIN-AE:有这样一种传言:业余胶卷在设计时因考虑到要面对使用环境、保存状况等诸多不稳定因素,所以会把它们设定为生命初期时偏蓝调,以弥补生命末期时偏黄调的特性,以致于在临近有效期时达到最佳使用性能。请问有这样一回事吗?
林博士:或许以前有人这样设计,但我们的设计方向是努力使胶卷在生命周期内都能维持着新鲜时的最高性能。

PIN-AE:还有另一种传言——业余胶卷会被设定得比标称感光度梢高一些,以适应更广阔的使用范围,是这样吗?
林博士:确有这回事,比标称值更高的感光度确实更利于日常应用。另外,还有一种做法——有厂家为了考虑生产成本而在ISO200胶卷内加入感光度抑制物质,使其稍降低ISO值而当作ISO100胶卷卖。这样不用重新设计,能大大降低研发成本。对于民用市场而言,把感光度设定得梢高于标准值会更利于日常使用。
对于专业胶卷,有些品种的感光度也被特别调教,例如柯达SUPRA(彩美) 400,其对应暗部的感光度达到了约ISO640程度,而其他部分则仍是ISO 400,这个感光曲线设定使它能重现出更多的暗部细节。对负片而言,曝光不足是可怕的,曝光过度则没问题,故SUPRA 400这种设计在使用上将有着很大的好处。刚才您提到SUPRA 400是柯达高速彩色负片中飞跃性之作的奥秘就在于此了。

PIN-AE:某品牌早已推出了颗粒度指数为RMS 8,长时间曝光达2分种而没有倒逆率效应的高性能胶卷,但至今仍未见到其它品牌推出类似技术规格的产品,请问这会是什么原因?其设计难度大吗?
林博士:从技术角度论没有什么大不了的难度,就说减轻倒逆率效应的问题,通过渗杂(添加添加剂)就可以对其作出调节,这在许多年前已能做到。但是,问题关键在于设计要讲求平衡,如果在某一方面特别突出,另一方面就会变差,就要想方设法解决新的问题,从而使研发成本升高。是否值得加大成本在某些并不常用之处作技术突破呢?这还得看公司的态度而定。所以,技术上能解决的事情未能就能转化到产品上去。



数码相机影像传感器CCD技术创新者——李永瑞博士(伊士曼柯达公司高级应用专家)

简介:
  李博士出生于台湾,1974年在东吴大学获得物理学学士学位,1979年在沃切斯特理工学院获物理学硕士学位,1987年在普渡大学获物理学博士学位。1989年加入柯达后先在微电子技术部门参与CCD器件开发和设备描述工作,后来分别参与可刻录光盘介质、喷墨打印头的研发工作。在柯达的研发部,李博士致力于CCD和CMOS的技术创新和应用,

  他给年轻一代的建议是:辛勤的工作总会有收获,永远不要停止学习,思想要开放,不要局限自己的研究领域,设定目标并勇往直前。

PIN-AE:时下,摄影爱好者们极为关心CMOS与CCD之间的成像质量差异,请您对此作一下指导。
李博士:以专业角度看,目前CMOS的表现仍未达到可以挑战CCD的程度,CMOS有较高的暗电流现象,即图像讯噪较大,与CCD之间有很大差异。在用于要求高的专业机型上时,CCD仍然是目前最好的。我个人的看法是:CCD与CMOS 各有所长,日后将会两者并存,共同发展。其选用的关键点是要看用途而作出选择——CCD性能高,但成本高;CMOS性能较低,但成本低廉,容易制造出更大面积的感光器件。

PIN-AE:为什么CMOS的生产成本会较低呢?
李博士:CMOS感光器的结构与MOS-FET(金属氧化物场效应)功率管类似,故其生产线可与IC的生产线共用,生产成本自然就比CCD低得多,并便于大量生产。但它始终具有暗电流大的先天缺陷,要靠后面的图像处理电路来修正。随着技术的进步,CMOS的性能可望不断提高,但受物理结构所限,它始终是不能与CCD相比的。

PIN-AE:最新的柯达DSC Pro14n数码单反相机所使用的CMOS器件是柯达自己生产的吗?
李博士:不是,它是委托以色列一家公司生产的,但我们也在研发相关的CMOS。

PIN-AE:柯达民用级数码相机也使用柯达自己的CCD吗?
李博士:柯达目前只生产高端的CCD,低端的还没生产。柯达民用级数码相机是委托日本CHINON(智能)生产的,使用SHARP(夏普)的CCD。柯达是一家以技术为主导的公司,所需要做的事情是技术研究和市场。
目前,低端CCD的生产厂家主要来自日本——SONY(索尼)、FUJI(富士)、Panasonic(松下)和SHARP(夏普)。其中,SHARP主要做OEM供应,FUJI和Panasonic以供应自己产品使用为主,SONY才是最大的低端CCD供应商。由2001年末开始,全球200万像素以上的CCD就一直紧缺,最大原因就是SONY把所生产的CCD优先供应给自己的产品,或许这也是造成您刚才提到COOLPIX 5700等机型经常缺货的现象。所以,迫使一些厂家努力研发CMOS,以脱离被动局面。

PIN-AE:在PHOTOKINA 2002上新发表的4/3系统(数码相机新标准)您怎么看。
李博士:我现在使用的这台数码相机就是4/3系统的实验机,这个标准由OLYMPUS(奥林巴斯)最先提出的,因为他们认为在单反数码相机上使用24X36mm尺寸CCD的成本太高了,于是希望使用小尺寸的CCD,并建立与之相对应的镜头系统。而Nikon(尼康)和Canon(佳能)由于是传统相机生产厂,故他们希望能把传统镜头用于数码相机上,但问题是CCD面积小于35mm胶卷规格时会使镜头的使用焦距增长,造成浪费,所以OLYMPUS提出了这个新标准,柯达也对此感兴趣。不过,该新标准提议的推出时间稍晚了些。

PIN-AE:请问镜头品质因素对民用级数码相机的成像质量影响有多大?
李博士:我做过实验,对三台使用相同CCD、相同影像处理电路、不同镜头的民用级数码相机(实验品)作对比,发现各自的图像品质差异很明显。在CCD精度为200万像素以上时,镜头对图像品质的影响是很明显的。但是,一般消费者却没有机会做对比,因为不同品牌的数码相机即使使用相同CCD也未必会使用相同图像处理电路,而民用机型不能更换镜头也同样不能比较出个中影响了。此外,镜头只是影响像质的其中一个因素,如果CCD、图像处理电路等其他部分的表现太差,那镜头品质差异也就不算什么了。

PIN-AE:由于数码影像才刚刚开始发展,消费者会对一些技术指标感兴趣,但却未必能正确理解。趁此机会,想请您对一些问题作一解释。首先,请讲解色彩深度的知识,高Bit值A/D转换器的实用意义……
李博士:色彩深度是表示可重现图像色彩数量的一项技术指标,例如8 bit对应256级色阶,16 Bit对应65536级色阶。不过,有一点必须请您向消费者们解释清楚——产品说明书上所标示的色彩深度数值仅是A/D(模拟/数码)转换IC的规格而已,并非相等于实际的表现能力。一般的CCD只有8 Bit /色彩通道的性能,如果使用再高Bit数的A/D转换器是实用意义不大的——既然前面CCD所输出的信息量只有8Bit,那后面的A/D转换器即使是16Bit规格也不会使信息量额外增加的。

PIN-AE:许多朋友老盯着数码相机的像素值,以为越高像素值就一定代表着图像清晰度越高,请解释一下。
李博士:这可不是绝对的,我体验过某些500万像素机型的图像品质竟然还比不过同品牌300万像素的旧机型呢!要提高像素数量有两个发展方向:1、在固定的面积内提高CCD密度。这会使CCD内每个感光体面积缩小,引起感光率降低、暗电流增大等副作用,需要在材料选用、生产工艺、线路布置上不断改良来弥补不足,但这始终有一定局限,所以当密度增加至某程度时便只能增大CCD尺寸来容纳更多的像素了。例如,300万以下像素机型的CCD尺寸是1/8英寸,而500万像素的则使用2/3英寸。因此,高像素值的机型未必胜过低像素值的;2、增大CCD面积。这是更理想的方式,它既可以增加像素量,又可以确保每个感光体的面积不会缩小。然而,其生产成本将会大大提高,所配套镜头的体积也会更大,最终导致整体成本极高,故不能应用于低端产品上。
更实际的发展方向是:希望在同样小尺寸CCD内增加像素量,而同时又能拥有同样理想的性能。尺寸和性能是矛盾对立关系的,要突破就要不断改良技术、电路、软件等等,这就是我们研究员要努力的方向了。
2003年初,日本某厂家将会推出高密度的CCD,其每个感光晶体的大小只有2.5μm(编者注:日本富士于2003年1月22日发表了这种新款CCD——663万像素1/1.7英寸第四代Super CCD)。正因为CCD的发展具有性能与成本之间的一定限制,所以一些厂家便转向发展CMOS了。

PIN-AE:我们发现相当多的消费者以为数码相机的像素值,扫描仪的dpi值标称越高就必定等于有着越高的图像输出精度,我想此问题由您这样的专家来解释会更有力度。
李博士:像素、dpi值越大并不等于图像精度越高,只表示在相同输出精度下可获得更大的输出尺寸而已,正如您所形容般相当于放大倍率的意义,并不一定等于画质可获提高。CCD的性能高低才是影响画质的主要因素。

PIN-AE:我发现扫描仪在扫描速度和扫描质量上往往是对立矛盾的,扫描速度越快者往往扫描质量降低,这是否因为其使用了更强的光源和调高CCD感光度的副作用呢?
李博士:不一定,CCD的感光度是不可调的,它是由制造技术、材料等因素决定的,如果使用更高感光度的CCD反而对画质更有利,其更短的曝光时间意味着有更小的暗电流,即讯噪更低。提高光源亮度和改用更高速信号传输方式是提高扫描速度的方法。

※ 采访后感:不知道笔者那见缝插针式的不断发问会否干扰了科学家们游览长城的兴致。这半天时间实在获益良多,专家们十分和蔼可亲,他们的回答完全是学者式的率直和真诚,完全没有半点儿商业气息。通过科学家们的指导,笔者深深体会到技术研发者与消费者之间的视角极为不同——消费者希望产品设计按个人意愿或完美状态去完成,而技术研发者则追求平衡、符合实际或结合市场人员的要求而变通。适当的矛盾在适当的时候是一种平衡,但愿本次访问能使消费者们多点儿了解研发者的思想。


#有则回复称:柯达目前消费级的ccd确实是夏普产的,上海的一家协力厂产的。据说这家协力厂就是老美能达在上海的企业,不过没经证实。 #

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另一篇文章摘录:

数码相机使用的大尺寸CCD感应器研发(不包括数码后背)一度只剩下柯达还在坚持,其产品主要被用于一些贵族品牌及专业产品上;譬如徕卡的S2、M9采用的就是柯达的全画幅CCD,宾得的645D则配备了柯达的中画幅CCD,这些相机表现出的成像质感、色彩效果等,依然显示出CCD特有的优势。2011年年底,柯达宣布将自己的传感器业务出售给Platinum Equity公司,不久之后柯达即申请破产保护;因此目前只有荷兰Teledyne DALSA等少数公司还在坚持设计制造大尺寸CCD芯片。相比CCD的窘境,CMOS感应器则在各条产品线上全面开花,设计制造数码相机用CMOS芯片的厂家主要有日本的索尼、佳能、松下,韩国的三星以及美国的OmniVision、Aptina等品牌。

另一则新闻:麻省理工学院的科学家最近发现,石墨烯(Graphene,一种单原子结构碳材料)具有良好的光敏特性,在受光照时会产生电流,可以感应很宽的光线范围;或许,使用石墨烯制造的器件将在不远的将来代替CCD、CMOS。


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