Jakie są zalety i wady podświetlanego czujnika CMOS?

W iPhone 4s używa backlit CMOS, a ja zauważyłem, że niektóre inne kamery punkt i strzelać również. Co to oznacza dla fotografii i jeśli jest to korzyść, dlaczego aparaty DSLR tego nie używają?

Również warunki, które znalazłem: Podświetlany, Podświetlany, Podświetlany, BSI, BI

Zwykle przy wytwarzaniu czujnika kamery światłoczułe „piksele” są formowane na wierzchu płytki krzemowej, do której dodaje się kilka warstw obwodów w celu ułatwienia odczytu wartości pikseli. Ten zespół obwodów blokuje padanie światła padającego na obszary światłoczułe, zmniejszając czułość czujnika (co wymaga większego wzmocnienia, co zwiększa szum).

Czujniki BSI są tworzone w ten sam sposób, ale krzemowy wafel jest odwracany i szlifowany, aby był wystarczająco cienki, aby światło prześwitywało z drugiej strony. Obwód odczytu już nie przeszkadza i pozwala czujnikowi przechwycić nawet dwukrotnie więcej światła.

Z tą techniką wiążą się problemy: takie zamontowanie obwodu zwiększa przesłuch, przez co sygnały na różnych liniach zakłócają się wzajemnie - może to powodować wzajemne krwawienie pikseli.

Jedynymi komercyjnymi czujnikami BSI do tej pory są bardzo małe urządzenia, telefon komórkowy i niewielkie rozmiary. Technologia ta jest uważana przez niektórych za sztuczkę marketingową, która tak naprawdę nie przynosi oczekiwanych korzyści. Wynika to głównie z:

• Wydajność jest ważniejsza w przypadku mniejszych czujników, ponieważ ich mniejsze piksele na początku wychwytują mniej światła.

• Zyski wynikające z przesunięcia okablowania do tyłu są najwyraźniej największe, gdy rozmiary pikseli wynoszą około 1,1 mikrona (na przykład w przypadku czujnika iPhone'a 8MP). W przypadku większych pikseli straty spowodowane okablowaniem nie są tak duże (ponieważ jest więcej miejsca na przewody).

• Posiadanie warstwy metalizacyjnej z przodu powoduje również efekty dyfrakcyjne, które są znaczące, ponieważ piksele są tylko kilka razy dłuższe niż długość fali światła.

• Procesy produkcyjne są trudniejsze, zmniejszając wydajność, co powoduje, że skalowanie projektu jest kosztowne.

• Czujniki BSI są znacznie słabsze mechanicznie ze względu na przerzedzenie płytki, duży czujnik BSI byłby bardzo podatny na pękanie.

Czujniki CMOS umożliwiają znacznie szybsze działanie, ponieważ można je bardzo szybko odczytać.

Oświetlenie z tyłu (BSI) oznacza, że ​​zespół obwodów znajduje się po przeciwnej stronie niż światło przychodzące. To pozwala uchwycić więcej światła w porównaniu do standardowej konstrukcji.

Lustrzanki wykorzystują CMOS ze względu na szybkość , chociaż wiadomo, że matryce CCD mają wyższą jakość obrazu, a te są używane w aparatach cyfrowych średniej wielkości i tylnych, chociaż szybkość fotografowania jest często ograniczona do 1/2 - 2 FPS, podczas gdy lustrzanki cyfrowe mogą strzelać z prędkością ponad 10 FPS.

DSLR używają innej metody, aby zwiększyć współczynnik wypełnienia, i zamiast tego mają tablicę mikrosoczewek. Ostatecznym jest bezprzerwowa matryca mikrosoczewek, która gromadzi całe przychodzące światło w kierunku stron fotograficznych. Wyobrażam sobie, że zamiast tego mogliby użyć BSI, ale czasami tablica mikrosoczewek służy do korygowania spadku światła z powodu kąta wskazania, co BSI nie pomaga.