Меню

Что такое задняя подсветка в cmos

Какие селфи-камеры лучше – BSI CMOS или CMOS?

Технология, по которой произведена матрица селфи-камер, очень важна. Одно из самых важных требований к селфи – возможность делать качественные фото в сумерках и недостаточной освещенности. На данный момент камеры на лицевой панели смартфонов производят на базе двух технологий: CMOS и BSI CMOS.

Как вы уже поняли, BSI CMOS – это развитие популярных матриц CMOS. BSI (задняя подсветка) позволяет сенсору камеры получать больше света на уровне пикселя, чем в простых матрицах CMOS. В результате, получаются более качественные снимки.

Когда Apple объявила, что использует CMOS-сенсор с задней подсветкой (BSI) в iPhone 4, это был, вероятно, первый раз, когда большинство людей услышали об этой технологии. Честно говоря, я сомневаюсь, что большинство пользователей iPhone беспокоятся о технологии матрицы. Их заботит то, что фотоаппарат делает отличные фотографии (для смартфона) при освещении ниже идеального.

Компании Apple и HTC первыми применили этот тип сенсоров в мобильных устройствах. А вот в фотоаппаратах BSI CMOS появились с момента выпуска компанией Sony видеокамер HDR-XR500V и HDR-XR520V с матрицей Exmor R собственной разработки в феврале 2009 года.

Что делает BSI лучше обычного CMOS для селфи-камер?

Простой ответ заключается в том, что конструкция облегчает доступ света к фотодиодам на матрице. В обычном CMOS-датчике с фронтальной подсветкой (FI) свет должен проходить через металлическую проводку и элементы цепи, прежде чем попасть на фотодиоды. В датчике BSI CMOS проводка перемещена за светоприемную поверхность. Это делает датчик более чувствительным к свету. Чем более чувствительной она является, тем меньше света требуется для получения правильно экспонированной фотографии и тем меньше создается шума.

Именно поэтому смартфоны с селфи-камерой на базе BSI CMOS матрицы делают более качественные фото в кафе, барах и в сумерках на улице. Поэтому, если есть возможность и вам важна селфи-камера, выбирайте правильный смартфон. Для этого ниже есть ссылки. Перейдя по ним, вы сможете посмотреть все смартфоны с правильной матрицей селфи-камер. Эта характеристика смартфона куда важнее количества мегапикселей.

Источник

Обзор характеристики полное описание CMOS-датчик изображения с обратной засветкой, IMX178LQJ

Обзор характеристики полное описание CMOS-датчик изображения с обратной засветкой, IMX178LQJ

IMX178 LQ — это сенсор изображения с д иагональю 8,92 мм (тип 1 / 1,8) CMOS-датчик изображения с разрешением 6,44 млн эффективных пикселей.

Структурный CMOS-датчик изображения с задней подсветкой для камер видеонаблюдения и промышленного применения обеспечивает высокую чувствительность и широкий динамический диапазон.

Sony разработала CMOS-датчик изображения с обратной засветкой, IMX178LQJ,
поддерживающий три формата с соотношением сторон 4: 3, 5: 4 и 16: 9 с типом 1/2 в
5M-эффективных пикселях. Принятие задней подсветки пикселя.

* STARVIS является товарным знаком Sony Corporation. STARVIS — это пиксельная технология с задней подсветкой, используемая в датчиках изображения CMOS для приложений камер наблюдения. Он имеет чувствительность 2000 мВ и более на 1 мкм. 2 ( цветной продукт при формировании изображения с источником света 706 кд / м2, F5,6 в эквиваленте накопления за 1 с) и обеспечивает высокое качество изображения в видимой и ближней инфракрасной области.

1.​​​​​​​ Для достижения высокой чувствительности, которая является одной из наиболее важных
характеристик для камер видеонаблюдения, Sony разработала структуру с задней
подсветкой на 2,4 мкм единичного пикселя и достигла чувствительности, эквивалентной
чувствительности существующей структуры с задней подсветкой 2,8 мкм, продукта «IMX136LQJ» *

2. Также в ближнем инфракрасном диапазоне чувствительность была улучшена по сравнению с IMX136LQJ, что эквивалентно IMX236LQJ *

3. IMX178LQJ, поддерживает режим работы день / ночь COLOR/BW камер с поддержкой IR LEDs светодиодов ближнего инфракрасного света, используемых в качестве вспомогательного света.

* 2: См. Раздел «Новые продукты» в CX-NEWS, том 68.

* 3: Подробнее о IMX236LQJ см. В разделе «Новые продукты» этого тома.

Расширенный динамический диапазон

​​​Динамический диапазон определяется соотношением сигнала насыщения и темного
случайного шума. IMX178LQJ с 14-битным АЦП снижает шум квантования, а также
подавляет темный случайный шум. В результате был достигнут высокий
динамический диапазон, что эквивалентен существующему единичному пикселю 3,75 мкм, продукт IMX104LQJ *

4. — IMX178LQJ обеспечивает четкое качество изображения в светлых и темных областях даже для объектов с высокой контрастностью.

* 4: См. Раздел «Новые продукты» в CX-NEWS, том 68.

IMX178LQJ совместим по выводам с датчиком изображения Full HD с разрешением 3,75

мкм и пикселем ICX185LQJ, поддерживающим тип 1/2. линзы.

Если вы используете IMX185LQJ, не упускайте шанс испытать

Источник

Датчик с задней подсветкой

Задней подсветкой датчика , также известный как тыльным освещения ( BSI или BI ) датчика, представляет собой тип цифрового датчика изображения , который использует новую компоновку элементов изображений , чтобы увеличить количество света захвачен и тем самым улучшить низкой освещенности.

Читайте также:  Как заменить лампочки подсветки заднего номера хендай солярис

Некоторое время этот метод использовался в специализированных ролях, таких как камеры видеонаблюдения при слабом освещении и астрономические датчики, но был сложен в разработке и требовал дальнейшей доработки, чтобы получить широкое распространение. Sony была первой, кто сократил эти проблемы и их стоимость в достаточной степени, чтобы представить 5-мегапиксельный 1,75 мкм BI CMOS-датчик по обычным потребительским ценам в 2009 году. [1] [2] BI-датчики от OmniVision Technologies с тех пор используются в бытовой электронике других производителей. производители, такие как HTC EVO 4G [3] [4] Android-смартфон, а также основной коммерческий аргумент камеры в iPhone 4 от Apple . [5] [6]

СОДЕРЖАНИЕ

Описание [ править ]

Традиционная цифровая камера с передней подсветкой сконструирована так же, как и человеческий глаз , с линзой спереди и фотодетекторами сзади. Эта традиционная ориентация датчика размещает активную матрицу датчика изображения цифровой камеры — матрицу отдельных элементов изображения — на его передней поверхности и упрощает производство. Однако матрица и ее проводка отражают часть света, и, таким образом, слой фотокатода может принимать только остальную часть входящего света; отражение уменьшает доступный для захвата сигнал. [1]

Датчик с обратной засветкой содержит те же элементы, но прокладывает проводку за слоем фотокатода, переворачивая кремниевую пластину во время изготовления и затем утонча ее обратную сторону, чтобы свет мог попадать на слой фотокатода, не проходя через слой проводки. [7] Это изменение может повысить вероятность захвата входного фотона с примерно 60% до более 90%, [8] (то есть на 1/2 ступени быстрее) с наибольшей разницей, реализуемой при маленьком размере пикселя, [ необходима цитата ], поскольку площадь захвата света, получаемая при перемещении проводки от верхней (падающий свет) к нижней поверхности (перефразируя конструкцию BSI), пропорционально меньше для большего пикселя. [ необходимая ссылка ] Датчики BSI-CMOS наиболее эффективны при частичном солнечном свете и других условиях низкой освещенности. [9] Размещение проводов позади световых датчиков аналогична разнице междуголовоногими глазамииглазами позвоночных. Ориентациятранзисторовактивной матрицы за слоем фотокатода может привести к множеству проблем, таких какперекрестные помехи, вызывающиешум,темновой ток. , и смешивание цветов между соседними пикселями. Утончение также делает кремниевую пластину более хрупкой. Эти проблемы можно решить путем улучшения производственных процессов, но только за счет снижения урожайности и, как следствие, более высоких цен. Несмотря на эти проблемы, ранние датчики BI нашли применение в нишах, где их лучшая производительность при слабом освещении была важна. Раннее использование включало промышленные датчики, камеры видеонаблюдения, камеры микроскопов и астрономические системы. [8]

Другие преимущества датчика BSI включают более широкий угловой отклик (что дает большую гибкость при проектировании линз) и, возможно, более высокую скорость считывания. К недостаткам можно отнести худшую однородность отклика.

Наблюдатели отрасли [ кто? ] отметил, что датчик с задней подсветкой теоретически может стоить меньше, чем аналогичная версия с передней подсветкой. Способность собирать больше света означала, что матрица сенсоров аналогичного размера могла предложить более высокое разрешение без падения производительности при слабом освещении, иначе связанного с гонкой мегапикселей (MP). В качестве альтернативы, такое же разрешение и возможность работы в условиях низкой освещенности могут быть предложены на меньшем чипе, что снижает затраты. Ключом к достижению этих преимуществ мог бы стать улучшенный процесс, решающий проблемы текучести, в основном за счет улучшения однородности активного слоя на передней панели детекторов. [8]

Важным шагом на пути к внедрению датчиков бизнес-аналитики стало то, что в 2007 году OmniVision Technologies опробовала свои первые датчики с использованием этой технологии. [10] Эти датчики, однако, не получили широкого распространения из-за их высокой стоимости. Работа Sony на новых фото диодных материалов и процессов позволило им ввести датчик с задней подсветкой первого потребителя , как их КМОП на основе « Exmor R » в августе 2009 года [1] По данным Sony, новый материал предлагается +8 дБ сигнализации и — Уровень шума 2 дБ. В сочетании с новой компоновкой с задней подсветкой датчик улучшил характеристики при слабом освещении почти в два раза. [1]

Конкуренты последовали их примеру, и к концу года большинство компаний предлагали версию в своих высококачественных продуктах. OmniVision продолжает продвигать эту технологию в своих продуктовых линейках. В отличие от этого, в iPhone 4s используется сенсор производства Sony. Другой пример — HTC EVO 4G [4] [3], который оснащен 8-мегапиксельным сенсором BSI с разрешением 1,4 мкм от OmniVision. В 2011 году Sony внедрила датчик Exmor R в свой флагманский смартфон Sony Ericsson Xperia Arc . [11]

Читайте также:  Мониторы dell с подсветкой

В январе 2012 Sony разработала задней стороны датчика освещен далее с Stacked CMOS , [3] , где опорная схема перемещается ниже секции активного пикселя, что дает еще одно усовершенствование к способности света захвата 30%. [12] Это было продано Sony в августе 2012 года как Exmor RS с разрешением 13 и 8 эффективных мегапикселей. [13]

В сентябре 2014 года Samsung анонсировала первый в мире датчик APS-C, использующий пиксельную технологию BSI. [14] [3] Этот 28-мегапиксельный сенсор (S5KVB2) был использован в их новой компактной системной камере NX1 и был продемонстрирован вместе с камерой на Photokina 2014 .

В июне 2015 года Sony анонсировала первую камеру α7R II , в которой используется полнокадровый сенсор с задней подсветкой . [3]

В августе 2017 г. Компания Nikon объявила о том , что его предстоящая Nikon D850 , полнокадровой цифровой зеркальной камеры, будет иметь задней подсветкой датчик на своем новом 45,7 Мп сенсором.

В сентябре 2018 года Fujifilm объявила о выпуске X-T3 , беззеркальной камеры со сменным объективом , с датчиком задней подсветки APS-C Fujifilm X-Trans на 26,1 МП . [15]

В апреле 2021 года Canon объявила, что их новая модель R3 будет оснащена 35-миллиметровым полнокадровым многослойным CMOS-датчиком с задней подсветкой и процессором изображения DIGIC X. [16]

Источник

Матрицы фотоаппаратов. Часть 2. Типы сенсоров.

Здесь поговорим о типах матриц(сенсоров). Тут будет подробно рассказано об устройстве.

Фотоматрица, матрица, светочувствительная матрица, сенсор — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из фотодиодов, как заверяет нам википедия. Но если говорить просто, то это кремниевая подложка на которой установлены пиксели. Когда на пиксель попадает свет, то он распознает его цвет, силу и в виде сигнала подает на процессор, который делает из всех сигналов со всех пикселей картинку.

Глобально можно разделить матрицы на 3 типа:

  • ПЗС (CCD)
  • КМОП (CMOS)
  • КМОП с обратной засветкой (BSI CMOS)

Поговорим о каждой по порядку.

ПЗС (CCD)

Самый старый представитель фотоматриц изобретенный ещё в 1969 году. Однако активно вкладываться и развивать эту технологию стала именно Sony. Сейчас эти матрицы не часто используют так как их сместил более современный конкурент

КМОП (CMOS)

Эта технология была разработана ещё раньше, но была не реализуема из-за несовершенства технологии и была забыта. О ней вспомнили в 1990 годах, когда технологии производства были значительно улучшены. В результате к 2008 году КМОП стали практически альтернативой ПЗС, а сейчас и вовсе захватили рынок, как телефонов, так и фотокамер. КМОП матрицы потребляют меньше энергии, дешевле в производстве, имеют более четкую балансировку белого и другие преимущества. Всё это сыграло свою роль.

КМОП с обратной засветкой (BSI CMOS)

Это развитие КМОП технологии, которая используется в дорогих камерах. Название говорит само за себя и система заключается в том, что за матрицей установлена подложка, которая отражает свет(говоря простыми словами) это позволяет делать более качественные снимки в темноте.

С очень большой вероятностью вы купите камеру с КМОП сенсором т.к. их очень много на рынке и теперь вы немного понимаете что представляют собой матрицы.

Источник

Датчик с задней подсветкой

Задней подсветкой датчика , также известный как тыльным освещения ( BSI или BI ) датчика, представляет собой тип цифрового датчика изображения , который использует новую компоновку элементов изображений , чтобы увеличить количество света захвачен и тем самым улучшить низкой освещенности.

Некоторое время этот метод использовался в специализированных ролях, таких как камеры видеонаблюдения при слабом освещении и астрономические датчики, но был сложен в разработке и требовал дальнейшей доработки, чтобы получить широкое распространение. Sony была первой, кто сократил эти проблемы и их стоимость в достаточной степени, чтобы представить 5-мегапиксельный 1,75 мкм BI CMOS-датчик по обычным потребительским ценам в 2009 году. [1] [2] BI-датчики от OmniVision Technologies с тех пор используются в бытовой электронике других производителей. производители, такие как HTC EVO 4G [3] [4] Android-смартфон, а также основной коммерческий аргумент камеры в iPhone 4 от Apple . [5] [6]

СОДЕРЖАНИЕ

Описание [ править ]

Традиционная цифровая камера с передней подсветкой сконструирована так же, как и человеческий глаз , с линзой спереди и фотодетекторами сзади. Эта традиционная ориентация датчика размещает активную матрицу датчика изображения цифровой камеры — матрицу отдельных элементов изображения — на его передней поверхности и упрощает производство. Однако матрица и ее проводка отражают часть света, и, таким образом, слой фотокатода может принимать только остальную часть входящего света; отражение уменьшает доступный для захвата сигнал. [1]

Датчик с обратной засветкой содержит те же элементы, но прокладывает проводку за слоем фотокатода, переворачивая кремниевую пластину во время изготовления и затем утонча ее обратную сторону, чтобы свет мог попадать на слой фотокатода, не проходя через слой проводки. [7] Это изменение может повысить вероятность захвата входного фотона с примерно 60% до более 90%, [8] (то есть на 1/2 ступени быстрее) с наибольшей разницей, реализуемой при маленьком размере пикселя, [ необходима цитата ], поскольку площадь захвата света, получаемая при перемещении проводки от верхней (падающий свет) к нижней поверхности (перефразируя конструкцию BSI), пропорционально меньше для большего пикселя. [ необходимая ссылка ] Датчики BSI-CMOS наиболее эффективны при частичном солнечном свете и других условиях низкой освещенности. [9] Размещение проводов позади световых датчиков аналогична разнице междуголовоногими глазамииглазами позвоночных. Ориентациятранзисторовактивной матрицы за слоем фотокатода может привести к множеству проблем, таких какперекрестные помехи, вызывающиешум,темновой ток. , и смешивание цветов между соседними пикселями. Утончение также делает кремниевую пластину более хрупкой. Эти проблемы можно решить путем улучшения производственных процессов, но только за счет снижения урожайности и, как следствие, более высоких цен. Несмотря на эти проблемы, ранние датчики BI нашли применение в нишах, где их лучшая производительность при слабом освещении была важна. Раннее использование включало промышленные датчики, камеры видеонаблюдения, камеры микроскопов и астрономические системы. [8]

Читайте также:  Подсветка для зеркал odeon light izar 2452 2

Другие преимущества датчика BSI включают более широкий угловой отклик (что дает большую гибкость при проектировании линз) и, возможно, более высокую скорость считывания. К недостаткам можно отнести худшую однородность отклика.

Наблюдатели отрасли [ кто? ] отметил, что датчик с задней подсветкой теоретически может стоить меньше, чем аналогичная версия с передней подсветкой. Способность собирать больше света означала, что матрица сенсоров аналогичного размера могла предложить более высокое разрешение без падения производительности при слабом освещении, иначе связанного с гонкой мегапикселей (MP). В качестве альтернативы, такое же разрешение и возможность работы в условиях низкой освещенности могут быть предложены на меньшем чипе, что снижает затраты. Ключом к достижению этих преимуществ мог бы стать улучшенный процесс, направленный на решение проблем текучести, в основном за счет улучшения однородности активного слоя на передней панели детекторов. [8]

Важным шагом на пути к внедрению датчиков BI стало то, что в 2007 году OmniVision Technologies опробовала свои первые датчики с использованием этой технологии. [10] Эти датчики, однако, не получили широкого распространения из-за их высокой стоимости. Работа Sony на новых фото диодных материалов и процессов позволило им ввести датчик с задней подсветкой первого потребителя , как их КМОП на основе « Exmor R » в августе 2009 года [1] По данным Sony, новый материал предлагается +8 дБ сигнализации и — Уровень шума 2 дБ. В сочетании с новой компоновкой с задней подсветкой датчик улучшил характеристики при слабом освещении почти в два раза. [1]

Конкуренты последовали их примеру, и к концу года большинство компаний предлагали версию в своих высококачественных продуктах. OmniVision продолжает продвигать эту технологию в своих продуктовых линейках. В отличие от этого, в iPhone 4s используется сенсор производства Sony. Другой пример — HTC EVO 4G [4] [3], который оснащен 8-мегапиксельным сенсором BSI с разрешением 1,4 мкм от OmniVision. В 2011 году Sony внедрила датчик Exmor R в свой флагманский смартфон Sony Ericsson Xperia Arc . [11]

В январе 2012 Sony разработала задней стороны датчика освещен далее с Stacked CMOS , [3] , где опорная схема перемещается ниже секции активного пикселя, что дает еще одно усовершенствование к способности света захвата 30%. [12] Это было продано Sony в августе 2012 года как Exmor RS с разрешением 13 и 8 эффективных мегапикселей. [13]

В сентябре 2014 года Samsung анонсировала первый в мире датчик APS-C, использующий пиксельную технологию BSI. [14] [3] Этот 28-мегапиксельный сенсор (S5KVB2) был использован в их новой компактной системной камере NX1 и был продемонстрирован вместе с камерой на Photokina 2014 .

В июне 2015 года Sony анонсировала первую камеру α7R II , в которой используется полнокадровый сенсор с задней подсветкой . [3]

В августе 2017 г. Компания Nikon объявила о том , что его предстоящая Nikon D850 , полнокадровой цифровой зеркальной камеры, будет иметь задней подсветкой датчик на своем новом 45,7 Мп сенсором.

В сентябре 2018 года Fujifilm объявила о выпуске X-T3 , беззеркальной камеры со сменным объективом , с датчиком задней подсветки APS-C Fujifilm X-Trans на 26,1 МП . [15]

В апреле 2021 года Canon объявила, что их новая модель R3 будет оснащена 35-миллиметровым полнокадровым многослойным CMOS-датчиком с задней подсветкой и процессором изображения DIGIC X. [16]

Источник