技術文章

重新探討影像傳感器的除塵系統




影像傳感器除塵系統已經成為了新一代數碼單反相機的標準配置。不同廠家紛紛拿出了自己的除塵技術,而且都宣稱可以百分之百去除影像傳感器上的灰塵。難道它們都那么神奇,我們可以把氣吹扔了嗎,我們測試了4種不同的影像傳感器除塵技術(編者注:實際上應該為3種,索尼和賓得的CCD除塵系統原理是一樣的,故只能算1種),看看哪一種才能達到大家預期的效果。

當一臺送來測試的相機到達我們的辦公室時,我們都會非常小心,不讓它受到任何的損害。它們都是非常昂貴的器材,我們也付不起維修的賬單。兩個星期前我們拿到了3臺相機(第4臺測試的相機是我們自己的),用來做大多數人不愿用自己相機做的測試。

我們的目的是在一個特定的環境里,弄臟數碼相機的影像傳感器,然后測試不同影像傳感器除塵系統的除塵效果。眾所周知(其實也有點兒言過其實),數碼單反相機的影像傳感器對于空氣中的浮塵非常敏感,這些顆粒會附著在影像傳感器上,使用小光圈(高F值)拍攝時照片上就會看到黑點。不過,當光圈全開,這些灰塵則不會成為問題,因為灰塵肯定處于景深之外;而當使用小光圈時(通常小于F16),光線平行射入,灰塵就會投影到影像傳感器上,而這些陰影會非常清晰地出現在圖像上。當使用F22或更小的光圈時,這些點就更加明顯了。那么,當我們不能總是使用同一只鏡頭的時候,如何阻止這樣的事情發生呢,*簡單的解決方案來自于生產廠家,但是他們首先要通過我們的測試,得到我們的認可。

**個在數碼單反相機上提供影像傳感器除塵技術的廠家是奧林巴斯,超聲波濾鏡已經成為了其4/3系統數碼單反相機的標配。其原理是通過超聲波的高頻振動(20KHZ以上)影像傳感器前面的薄膜,并將抖落的灰塵吸附到收集器里。每次開機的時候,除塵系統都會開啟,也可以從菜單中手動使用該功能。為了保持除塵的效果,收集器在使用幾年后須更換。

是唯壹擁有除塵技術的廠家,沒有對手,因此我們也超聲波濾鏡沒辦法(也沒理由)做一個對比測試。不過,實際上我們也從來沒有測試過奧林巴斯數碼單反相機的除塵系統,因為他們的相機從來沒有受到過灰塵的騷擾。對于其他廠家的相機則不能同樣這么認為,盡管我們經常收到非常干凈的測試相機。

索尼2006年6月發布的a-100數碼單反相機打破了奧林巴斯對除塵技術的壟斷,它使用CCD防抖技術(柯尼卡美能達開發出來的)來達到除塵的功能。既然這樣,相機以較大的振幅和較低的頻率(我們沒有測量,但也就在100Hz左右,遠遠低于超聲波)振動影像傳感器本身(而不是薄膜),另外,索尼還在影像傳感器上覆蓋了一層氧化銦錫以降低靜電。

緊跟索尼之后的是佳能,它們的EOS400D率先裝備了除塵功能。這種技術非常類似于奧林巴斯的SWF系統。通過振動影像傳感器前面的濾鏡,將灰塵抖落。佳能除塵系統的第二個部分是在照片(包括RAW格式)的EXIF信息中記錄灰塵的位置,以消除灰塵在圖像上形成的臟點。在YouTube(編者注:www.youtube.com,系國外杰出的視頻網站)上有一段闡述該系統原理的視頻。該系統的市場宣傳做得不錯,不過功效尚待證明。

*后出場的是賓得,K10D上的除塵技術有點類似于索尼a-100.它的影像傳感器上裝有CCD防抖系統,同樣也用于除塵。

適馬數碼單反相機在反光板前面有個防塵濾鏡,在**道關卡上,阻止灰塵進入相機。不過到目前為止我們所看到過的樣片,還不能讓我們相信這個方法的有效性。

由于奧林巴斯與松下在4/3系統數碼單反相機上存在廣泛而深入的合作,因此松下DMC-L1也使用了所有奧林巴斯數碼單反相機上相同的超聲波除塵技術。

同樣,三星唯壹搭載了除塵技術的相機(GX-10)裝備了與賓得K10D相同的除塵系統。

尼康、富士和柯達(盡管柯達目前甚至沒有數碼單反相機在售)還沒有推出具有這個實用的功能的數碼單反相機。

影像傳感器除塵測試:我們是怎么做的,在作了上述簡短的綜述之后,讓我們開始介紹參與此次測試的相機。我同樣會解釋我們在測試過程中所做的一切。

我們有4臺來自不同廠商的相機,佳能EOS奧林巴斯E-300、賓得K10D以及索尼a-100.首先,我們徹底地清理了每臺相機的影像傳感器,因為這些相機的影像傳感器不可能是完全干凈的。接下來,我們用每臺相機分別拍攝了一張照片作為樣照,看看影像傳感器是否清理干凈(至少基本干凈)。看起來佳能EOS400D的影像傳感器上有靜電,因此我們的氣吹不能徹底將灰塵清理干凈。樣照見本文下面。(編者注:因為測試過程中的樣照較多,本文不能一一提供,讀者可以自己原文)第二步就該灰塵上場了(是弄臟影像傳感器,而不是清理)。我們鎖定反光板,然后將相機卡口朝上放上幾分鐘。我們人為地控制空氣中的灰塵,使影像傳感器均勻布滿灰塵。

因為奧林巴斯E-300和索尼a-100開機時自動啟動除塵系統,所以我們讓相機保持開機狀態并卡口朝上。

這讓我們有機會在每臺相機除塵之前拍攝一張照片,標接下來就是*激動人心的時刻了。用*標準的方式擺好相機(就是拍風光時用的橫拍),執行兩次除塵功能(開關相機兩次),然后拍攝一張照片(見)。

僅一兩次除塵可能反映不了什么,所以我們再讓每臺相機除塵23次以上。我們認為如果除塵系統足夠好的話,那么運行25次以后肯定能看到明顯的成效(見)。

由于有些除塵失敗,我們還是用氣吹來解決問題(反光板鎖定,卡口朝下,用氣吹吹影像傳感器表面)。我們吹了兩次。

影像傳感器上只有少數幾個點時,用氣吹吹兩下往往能看到成效。不過這次影像傳感器上的灰塵多了點,*終我們還是用清洗劑(99%乙醇)清洗了影像傳感器,拍攝的照片(見)。

影像傳感器除塵系統除塵效果通過上面的結果,我們可以這么說,只有奧林巴斯的除塵系統比較有效。讓我們說得更具體點:就我個人來說,我對佳能的期望比較高,因為他們的系統跟奧林巴斯相機的很相似。我們覺得有可能是CMOS帶有靜電,這使影像傳感器表面的灰塵不宜掉落。


我們可以看到,在*開始的兩次除塵后,雖然能減少許多黑點,但跟500多個黑點比起來,實在是杯水車薪。

第二輪循環后,影像傳感器上的灰塵才算清理完畢。

雖然這套系統很有前途,不過當影像傳感器上帶有靜電時,這套系統并不如我們所期待的那樣。我們不知道如何消除影像傳感器上的靜電,不過廠家應該會有解決問題的辦法。我們對此系統有效率的評估是5%.我們的氣吹解決了大部分黑點,不過還是剩下不少。

這似乎驗證了我們的“靜電理論”。

這套*早面世的系統似乎*有效。我們必須說明的是,這臺相機照片上的黑點也同樣不那么顯眼,它的影像傳感器除塵技術要比其他3臺相機中的任何一臺都有效得多。灰塵不顯眼是因為它的影像傳感器也小得多,而且保護膜與影像傳感器之間的距離也可能比其他幾臺在測的相機更遠。

雖然經過2次除塵后效果不是特別理想,但我們數了一下還是有30個點沒了。我們本來認為運行2次后應該**掉更多。

運行了25次后,**掉了影像傳感器上超過一半的灰塵。我們可以設想,在正常情況下,影像傳感器上的點不會多于34個,那么這套系統的實際效果應該很好(我們收到的E-300從來沒有受到灰塵的困擾)。我們評估的有效率為50%.用氣吹吹過以后,還是剩下了2030個點,這也是靜電問題嗎,我們不知道。

試的部分原因是因為賓得K10D的除塵系統沒給我們留下什么好印象。盡管CCD的振幅非常高(拿在手上就能感覺到它的振動),不過振動頻率有點低。

們驚訝地在照片上發現了比以前更多的點。

狒晷晷蜃J~~晷蜃鏡頭在F2.8光圈下拍攝樣片局部放大,色彩濃郁,層次豐富,清晰度高,焦點外的模糊效果柔潤,富有生機。

▲鏡頭的畸變情況鏡頭在F11光圈下的拍攝樣片,畫面清晰度高,色彩鮮亮。

鏡頭在F4光圈下的拍攝的樣片,從高亮度到陰暗部位的層次都十分豐富,盡管是逆光拍攝,仍然有很好的清晰度。

有差異,加上使用的場所有局限,本文作者對鏡頭的質量評價有一定的主觀性,僅供攝影愛好者在選購和使用時做。

該鏡頭的畸變也非常輕微,如,畫面幾乎看不出畸變,不過我的感覺好象還是尼康60mm鏡頭拍攝的畫面更稍稍平直一些。由于該鏡頭在焦距上更長,在拍攝小昆蟲、人像等題材方面更有優勢。

1:1的放大倍率也是這只鏡頭*值得一提的亮點。如,隨處可見的小草,在該鏡頭的世界里是那么地富有生機。如,一片小小的樹葉,拍出的畫面是如此的絢麗多彩。鏡頭這樣的焦段、這樣的口徑、這樣的對焦范圍都是*容易營造出畫面特殊效果的。對那些跑來跑去找不到拍攝題材的朋友,不妨可以買只這樣的鏡頭,說不定在你熟視無睹的身邊就有拍不完的主題。再說4000元左右的價格與其他專業鏡頭相比也不算很貴,是一款很有購買潛力的鏡頭。

規格性能鏡頭結構9組10片*小光圈光圈葉片數8片*近對焦距離濾鏡口徑*大放大倍率外形尺寸重量(上接第37頁)這可能是粘在反光板上的灰塵造成的。有一點可以確定的是:這套系統完全沒有承諾的那么好。即使運行了25次以后,那些點也沒動。我很努力地尋找哪怕一個消失的點,但我失敗了。因此賓得這套除塵系統的有效率為0%.在使用氣吹以后,只剩下少數幾個點。這說明影像傳感器的表面并沒有靜電。意識到這一點,我們更失望了。

在看了賓得K10D的表現以后,我對索尼的這套除塵系統也沒抱太大希望。不幸的是被我猜中了。

*初的2次除塵增加了影像傳感器上點的數量,和賓得K10D的結果一樣。25次除塵以后,點的數量沒有變化。有效率:0%.氣吹又一次出色地完成了任務,影像傳感器上只剩下20幾個點。看來CCD似乎并不帶靜電,所以特殊涂層并不是擺設。

以下是我們對除塵系統效率的排名:佳能:一般(不如預期的好)賓得、索尼:沒用(大失所望)如果你正在選購相機,建議你把除塵系統列為*后一項考慮。如果你覺得除塵系統是必須的,那么奧林巴斯和松下的數碼單反相機是你唯壹的選擇。

我們猜想如果CMOS影像傳感器不帶靜電的話,佳能的除塵效果也應該不錯,不過佳能首先必須想辦法消除影像傳感器上的靜電(如果確實是靜電問題的話)。如果這套系統如此不可靠,那EOS400D的除塵系統不過是個噱頭。

至于索尼、賓得和三星的相機,除塵系統幾乎不存在。

*終結論:留著你的氣吹,對付灰塵它還是*有效的工具。


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