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047数字代表什么意思,夏昆冈作品

互联网 2021-12-08 23:58:55 Tags:047数字代表什么意思

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经常看到手机、卡片相机的宣传中提到一个很时髦的词“背照式”,而最近半年又出现了一个更时髦的词汇叫“堆栈式”,它们都与感光器的结构有关,那么它们代表了什么意思呢?

前照式[FBI]感光器结构

先说说最古老的的感光器的感光单元结构,它从上至下的层分布为微透镜、色彩滤镜、金属连接层、基板的受光面,这种结构存在一个问题,它的金属连接层会形成一个坑,从而限制了入光角度,它像一口井,而受光面在井底,因此这个结构被俗称为了“像素井”。井越深,井底的光线就越少,因为斜射的光线难以照射到井底,因此位于井底的受光面受光效率是不高的。针对这种不足,有过很多补救的方法,最常见的就是改良微透镜,让光线均匀的折射到井底,但这些设计始终是实际效果低于预期。

注:每一个像素对应一个感光单元。前照式[FSI]和背照式[BSI]感光器结构差异

对老结构改良的结果就是出现了背照式,对应的英文是Backside illumination,缩写为BSI。它的结构特点是将金属连接层放置到了基板的下面,这样一来,井消失了,起码井变浅了。它直接的好处就是可以接受更大角度的入射光,受光效率获得了质的飞跃。这种设计理论上可以显著的提高成像质量,而实际应用,在高感光度方面相对确实有很大的进步。既然这种叫Backside illumination,那以前的就叫Frontside illumination,缩写FSI,中文名词为前照式。

背照式和堆栈式感光器的结构区别

以为背照式就算登顶了吗,非也。感光单元的基板上不全是受光区,还有相当大的面积是电路板。很显然,如果移除电路板,受光区就可以更大,于是新的设计就是将电路板放到受光区下面,形成堆叠的结构,这种设计,叫做Stacked,中文名叫堆栈式。它可以显著的增加每个单元的受光面积,面积越大,受光也就越多,代表输入信号也越强。但厂商更乐意将这种技术用到提高像素方面,因为即便缩小感光单元,受光面积依然可以保持不变,意味着画质不会下降,同样规格的感光器上可以放置更多的感光单元,从而提高了像素密度和总像素数量,第一颗堆栈式感光器的总像素达到了1300万,而画质也有了显著的提升。从结构上说,堆栈式应该属于背照式的一种。

从前照式到背照式,再到堆栈式,这种结构的进化就能带来成像质量的进步,结合其他技术,例如更高级的制造工艺更好的透镜设计等,小型感光器的进步可以用“飞跃”二字形容。我们最近测试的几款基于堆栈式感光器的手机,均提供了相对突出的画质,尤其是三星Galaxy S4表现出众。

为什么只是小型感光器受益?去查阅单反、微单的宣传资料,几乎没有提及背照式、堆栈式什么的,这也让很多人反过来觉得手机、卡片机上的这些XX式都是忽悠。这是认识误区。

其实与像素密度有关,像素密度越高,结构改进的效果就越突出。小型感光器的像素密度远远高于各种“大底[大面积的感光器]”,感光单元非常小,它的像素井井口狭窄,它的基板上的受光区占比小,因此通过这些结构改造,可以获得立竿见影的效果。大型感光器的像素密度低,感光单元面积大,像素井问题、受光区占比的问题都变得不那么突出,因此将背照式、堆栈式的技术运用技术,并无法获得像小型感光器那么显著的效果,对于大型感光器,提高制造工艺等其他方法也许更加行之有效。不过,随着新一轮的像素大战开打,这些技术会很快出现在各种大底上。

SONY 索尼 DSC-RX100 II 数码相机

索尼RX100 II,采用1英寸规格的Exmor R CMOS感光器,在索尼的感光器命名规则当中,R代表的就是背照式,这应该是第一款采用背照式设计的大底,因为它的总像素达到了2020万,感光单元面积要远远小于主流的大底,新的结构设计就有了用武之地。

前一代RX100同样采用1英寸感光器,像素密度也相同,主要区别是前照式。通过对比两者的差别,可以感受到背照式的进步。国外的一些测试显示,RX100 II的背照式感光器获得了一些明显的进步,但还称不上质变。

总结和展望

堆栈式结构优于背照式背照式优于古老的前照式背照式和堆栈式都是结构优化结构优化的结果就是更高的受光效率或面积像素密度越高、感光单元面积越小,受益越明显

随着去除低通滤镜的设计风潮兴起以及诺基亚PureView这类无损数字变焦技术的出现,还有普通消费者对高像素的盲目崇拜,使得高像素的需求也越来越大,因此背照式、堆栈式这种设计会越来越多的出现在各种变态高像素的大底上,这些技术也会闪烁出更灿烂的光芒。

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