ข้อดีหรือข้อเสียของเซ็นเซอร์ CMOS แบบสะท้อนกลับมีอะไรบ้าง?

4s iPhoneใช้ backlit เซ็นเซอร์ CMOS และฉันได้สังเกตเห็นว่าบางจุดและกล้องถ่ายภาพอื่น ๆ ทำเช่นกัน สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับการถ่ายภาพและหากเป็นประโยชน์ทำไมกล้อง DSLR ไม่ใช้มัน

ข้อตกลงที่ฉันพบ: Backlit, Back-illuminated, Backside Illuminination, BSI, BI

โดยปกติในการผลิตเซ็นเซอร์กล้องจะมี "พิกเซล" ที่ไวต่อแสงเกิดขึ้นที่ซิลิคอนเวเฟอร์ซึ่งจะมีการเพิ่มวงจรหลายเลเยอร์เพื่ออำนวยความสะดวกในการอ่านค่าพิกเซล วงจรนี้ปิดกั้นแสงตกกระทบบางส่วนจากการชนบริเวณที่ไวต่อแสงลดความไวของเซ็นเซอร์ (ดังนั้นจึงต้องมีการขยายสัญญาณมากขึ้นซึ่งจะเพิ่มเสียงรบกวน)

เซ็นเซอร์ BSI นั้นถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน แต่แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนจะถูกพลิกลงและกราวด์ลงเพื่อให้บางพอที่แสงจะส่องผ่านจากอีกด้านหนึ่ง วงจรการอ่านข้อมูลไม่สามารถเข้าถึงได้อีกต่อไปและทำให้เซ็นเซอร์จับแสงได้มากถึงสองเท่า

มีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคนี้: การติดตั้งวงจรเพื่อเพิ่มครอส - ทอล์คซึ่งสัญญาณบนเส้นต่าง ๆ จะรบกวนซึ่งกันและกัน - ซึ่งอาจทำให้พิกเซลตกในกัน

เซ็นเซอร์ BSI เชิงพาณิชย์เพียงรุ่นเดียวจนถึงปัจจุบันมีขนาดเล็กมากโทรศัพท์มือถือและขนาดกะทัดรัด เทคโนโลยีได้รับการยกย่องจากบางคนว่าเป็นกลไกทางการตลาด แต่ก็ไม่ได้ก่อให้เกิดประโยชน์ นี่คือสาเหตุหลักเนื่องจาก:

• ประสิทธิภาพมีความสำคัญยิ่งขึ้นเมื่อใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กเนื่องจากพิกเซลขนาดเล็กจะจับแสงน้อยลงตั้งแต่แรก

• กำไรจากการย้ายสายไฟไปทางด้านหลังจะยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อขนาดพิกเซลกระทบประมาณ 1.1 ไมครอน (เช่นกรณีที่มีเซ็นเซอร์ iPhone 8MP) สำหรับพิกเซลที่ใหญ่กว่าความสูญเสียอันเนื่องมาจากการเดินสายไฟนั้นไม่ดีนัก (เนื่องจากมีพื้นที่สำหรับสายไฟมากขึ้น)

• การมีชั้นโลหะอยู่ด้านหน้าทำให้เกิดเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนซึ่งสำคัญเพราะพิกเซลมีความยาวคลื่นเพียงไม่กี่เท่าของแสง

• กระบวนการผลิตยากขึ้นลดผลตอบแทนทำให้ค่าใช้จ่ายในการขยายการออกแบบ

• เซ็นเซอร์ BSI นั้นอ่อนแอกว่าในทางกลไกเนื่องจากเวเฟอร์ผอมบางเซ็นเซอร์ BSI ขนาดใหญ่น่าจะแตกหักได้ง่าย

เซ็นเซอร์ CMOS ช่วยให้การทำงานเร็วขึ้นมากเนื่องจากสามารถอ่านได้อย่างรวดเร็ว

Back-Side-Illumination (BSI) หมายถึงวงจรอยู่ทางด้านตรงข้ามกับแสงที่เข้ามา ทำให้สามารถจับแสงได้มากกว่าเมื่อเทียบกับการออกแบบมาตรฐาน

DSLR ใช้ CMOS เนื่องจากความเร็วถึงแม้ว่า CCDs จะเป็นที่รู้จักกันว่ามีคุณภาพของภาพที่สูงขึ้นและถูกใช้ในกล้องดิจิตอลขนาดกลางและด้านหลังถึงแม้ว่าความเร็วในการถ่ายภาพมักจะ จำกัด อยู่ที่ 1/2 - 2 FPS ในขณะที่ DSLR สามารถถ่ายภาพที่ มากกว่า 10 FPS

DSLRs ใช้วิธีอื่นเพื่อเพิ่มปัจจัยเติมและมีอาร์เรย์ microlens แทน สุดยอดคืออาร์เรย์ microlens แบบไม่มีช่องว่างที่รวบรวมแสงที่เข้ามาทั้งหมดเข้าสู่ภาพถ่าย ฉันคิดว่าพวกเขาสามารถใช้ BSI แทนได้ แต่บางครั้งอาร์เรย์ microlens ถูกใช้เพื่อแก้ไขแสงตกเนื่องจากมุมการบ่งชี้บางสิ่งที่ BSI ไม่ช่วยด้วย