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        圖解索尼CMOS圖像傳感器的神奇之處

        作者: 時間:2015-06-17 來源:52RD 收藏
        編者按:  毫無疑問,索尼是2014年全球感光元件銷售的大贏家,市場占有率達到了40%,而他們剛剛推出A7R II更是首款搭載背照式CMOS的全畫幅相機。其圖像傳感器技術已大幅領先。但“大法”傳感器到底有何厲害?他們是怎樣發(fā)展出現(xiàn)在的技術?FRAMOS Technologies Inc.技術專家Darren Bessette使用一系列圖文講述了索尼六代圖像傳感器進化史。

          毫無疑問,是2014年全球感光元件銷售的大贏家,市場占有率達到了40%,而他們剛剛推出A7R II更是首款搭載背照式的全畫幅相機。其圖像傳感器技術已大幅領先。但“大法”傳感器到底有何厲害?他們是怎樣發(fā)展出現(xiàn)在的技術?FRAMOS Technologies Inc.技術專家Darren Bessette使用一系列圖文講述了六代圖像傳感器進化史。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/275859.htm

          第一代

          傳統(tǒng)(左)收集到信號后會先通過CDS(Correlated Double Sampling)雙取樣電路降噪,再從電荷通路中傳輸出去,最后通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)碼數(shù)據(jù)。在這個傳輸過程中會產(chǎn)生大量噪聲。而第一代Exmor傳感器(右)最主要的改進就是改變此結構,讓數(shù)據(jù)在傳輸前就進行ADC轉(zhuǎn)換,并且轉(zhuǎn)換前后都有CDS降噪,噪點問題得到改善。

          

         

          第二、第三代Exmor

          第一代、第二代、第三代厚度逐級減少

          單來說,這兩代產(chǎn)品主要功勞是縮減了傳感器結構厚度。方法包括將本來的鋁制布線換成更細的銅線,然后再減少銅制布線本身的厚度,效果如上圖。過去光線在通過金屬布線等結構時,一些角度較偏或者波長較短的光線(如藍綠)會因反射等原因被浪費掉,減少厚度則可大幅改善接收光線的性能。

          

         

          第四代

          這一代的改進重點是加深像素阱,以加強近紅外線(NIR)等長波長光線的感光性能,提供更高的動態(tài)范圍,同時保存更多電子信息。上圖的PD即是光電二極管(photodiode),功能是把光線轉(zhuǎn)換成電信號,做左邊的4代傳感器底部明顯增長,擁有更多感光的位置。

          

         

          第五代Exmor R

          終于進化到最近常聽到的“背照式”(BSI)傳感器。簡單來說,“背照式”(BSI)傳感器就是把光電二極管放到微透鏡、彩色濾光片下面,而原先的金屬布線層則放到了最后。相較以往“前照式”(FSI)傳感器,這種結構能大幅加強感光能力,同時降低電路噪聲干擾。

          

         

          第六代Exmor RS

          由Exmor R變成Exmor RS

          第五代像素阱深度基于第三代設計,所以到第六代索尼改用了類似第四代加深像素阱的技術方案,以改良NIR等光線吸收。索尼第六代傳感器的另一項特點就是變成了“堆棧式”設計,把感光平面放到了最上層,信號處理電路疊放在后面,這樣就能增加像素填滿程度,從而加強整體感光性能及影像素質(zhì)。

          堆棧式結構提供了更高的像素提升空間,卻有著更緊密小巧的尺寸,連帶鏡頭、機身等都可以進化。在這個手機攝影流行的年代,明顯是更為適合。

          

         

          科技就是這樣一步步走來,的發(fā)展似乎也相當順利,從這個角度看,淘汰CCD實在是大勢所趨。

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        關鍵詞: 索尼 CMOS

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