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背照式摄像头什么意思(浅谈使用背照式CMOS的可换镜头相机)

 背照式CMOS(Back-illuminated CMOS或Back Side illumination CMOS,通常缩写为BSI CMOS)是传统前照式CMOS的进化和发展。

  在传统前照式CMOS中(Front-illuminated CMOS或Front Side illumination CMOS,通常缩写为FSI CMOS),传感器自上至下依次为微透镜、滤光片、电路层,然后才是光电二极管。光电二极管需要和电路部分争抢CMOS有效面积,且对光线入射角度会有较高要求。传感器边缘像素接受光线较少时,就有可能出现“红移”情况(参考α7一代转接老一些的旁轴广角镜头,NEX-7使用E 10-18/4 OSS镜头)。

  而背照式传感器掉转了光电二极管与电路层的位置,让光线首先到达光电二极管,也就是让光线从电路板背部进入(因此得名“背照式”)。

  ▲ 前照式结构(左)与背照式结构(右)

背照式摄像头什么意思(浅谈使用背照式CMOS的可换镜头相机)

  早在1990年代,背照式概念就已经被提出,但由于生产工艺和成本原因迟迟没有正式问世。根据ET查到的资料:OmniVision在2007年对外展示了背照式CMOS样品,然后月索尼则在2009年2月率先实现量产并为旗下背照式CMOS注册了Exmor R商标。

  ▲ 索尼为旗下背照式CMOS申请了Exmor R商标

  背照式CMOS的优点包括:

  ① 提高传感器的有效面积,改善高ISO下的噪点,这在小尺寸传感器上更为明显。

  ② 有助于扩大电路层规模、提高数据传输速度,是实现高速对焦、高速连拍、高规格视频拍摄的重要基础。

  ③ 改善边缘像素对于大角度入射光线的收集能力,提高边缘画质,避免“红移”问题。

  最后,背照式还是堆栈式的先决条件,或者说所有堆栈式CMOS也都是背照式CMOS —— 所以我们会看到一些厂商会使用“背照堆栈式CMOS”这样的称呼。

  目前,采用背照式(不含堆栈式)传感器的可换镜头相机有:

  尼康:D780、Z 6/Z 6II、D850、Z 7/Z 7II

  索尼:7C、7M3、7M4、7RM2、7RM3、7RM4、7SM3(也包括FX3、FX6、FX9)

  松下:S5、S1、S1H

  富士:X-E4、X-Pro3、X-T30系列、X-S10、X-T3、X-T4,GFX100/100S

  徕卡:SL2-S、M11

  适马:fp、fp L

  理光:K-3III

  * 不包含佳能EOS R3、尼康Z 9等堆栈式CMOS产品