背照式CMOS传感器的优缺点是什么?


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iPhone 4S采用了背光式CMOS传感器,和我注意到其他一些傻瓜相机做的一样好。这对摄影意味着什么?如果有好处,为什么不使用数码单反相机?

我还找到了一些术语:背光,背光,背面照明,BSI,BI


这似乎在智能手机市场上变得越来越流行。例如,诺基亚Lumia 920
dpollitt

唯一的主要缺点是成本,因为它们更难制造。因此,它们仅用于微小的传感器,在这些传感器中像素实际上会从中受益匪浅,例如智能手机传感器。
thomasrutter

Answers:


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通常,在照相机传感器的制造中,光敏“像素”形成在硅晶片的顶部上,在其上添加了几层电路,以便于读出像素值。该电路可阻止某些入射光撞击感光区域,从而降低传感器的灵敏度(因此需要更多的放大,从而增加噪声)。

BSI传感器的创建方法相同,但是将硅晶片翻转并向下研磨,使其足够薄,以使光从另一侧照出来。读出电路不再妨碍您,并允许传感器捕获多达两倍的光。

该技术存在一些问题:以这种方式安装电路会增加串扰,从而使不同线路上的信号相互干扰-这可能导致像素彼此渗出。

迄今为止,唯一的商用BSI传感器是非常小的单元,手机和紧凑的尺寸。某些人认为该技术有些营销marketing俩,并未真正产生要求的利益。这主要是由于:

  • 效率对于较小的传感器而言更为重要,因为较小的像素一开始会捕获较少的光。

  • 当像素大小达到约1.1微米时(例如8MP iPhone传感器的情况),将布线移到背面的收益显然最大。对于较大的像素,由于布线引起的损耗不那么大(因为存在更大的布线空间)。

  • 在正面具有金属化层还会引起衍射效应,因为像素仅是光波长的几倍,因此衍射效应非常明显。

  • 制造过程更加困难,降低了良率,从而扩大了设计规模。

  • 由于晶片变薄,BSI传感器在机械上要弱得多,大型BSI传感器很容易损坏。


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您是计算机工程师吗?
dpollitt 2011年

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哦,没有我的秘密!
Matt Grum

未来4年-对Sony新型全画幅BSI传感器有何想法?您的积分今天仍然有效吗?我很好奇,想知道这些缺点是否已被最新的技术进步所克服。
erotavlas

erotavlas大型传感器效率的有限提升仍然成立-A7RII的灵敏度仅比A7R高0.3级(低光性能的增益来自双转换增益架构,而不是BSI)。但是,BSI允许更多的片上逻辑和更快的读取速度,以实现4K视频和静音快门功能。
马特·格鲁姆

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CMOS传感器的读取速度非常快,因此可以实现更快的操作。

背面照明(BSI)意味着电路与入射光在相反的一侧。与标准设计相比,它可以捕获更多的光。

DSLR由于速度而使用CMOS,尽管CCD的图像质量更高,并且在中画幅数码相机和背面使用CCD,但通常将拍摄速度限制为1/2-2 FPS,而DSLR可以以超过10 FPS。

DSLR使用另一种方法来增加填充因子,而是使用微透镜阵列。最终的是一个无间隙的微透镜阵列,它将所有入射光聚集到光点。我想他们可以改用BSI,但是有些时候微透镜阵列用于校正由于指示角度引起的光衰减,而BSI对此无济于事。

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