Sony前照式、背照式和堆栈式CMOS传感器的异同

admin

前照式、背照式和堆栈式CMOS是SONY三大CMOS传感器技术，属于不同的图像传感器结构类型。

1、前照式（Front-illuminated）CMOS：

前照式CMOS传感器是一种将光线从传感器的正面进入的结构。光线首先通过传感器上的微透镜，然后进入感光器件。由于电路和线缆的存在，一些光线可能会被遮挡或散射，这可能会降低图像质量和低光性能。其组成结构由上到下依次是：片上透镜、滤光片、金属排线（电路层）、光电二极管以及基板。

2、背照式（Back-illuminated）CMOS：

背照式CMOS传感器的基本组成与前照式CMOS是一样的，只不过背照式CMOS是将光线从传感器的背面进入的结构。它的感光器件（光电二极管）放置在传感器背面，光线可以直接照射到感光器件上，提高光利用效率，从而提高图像质量和低光性能。

3、前照式与背照式CMOS的区别：

很好理解，一种是电路层位于感光二极管前面，一种是电路层位于感光二极管后面。前照式CMOS的金属电路挡在受光面前面，这样会损失很多光线，真正能够被感光二极管接收和利用的光线只剩70%甚至更少。

很显然，背照式CMOS极大提高了光线利用率，可以提高传感器灵敏度，最明显的改善就是低照度环境下成像质量更高。

4、堆栈式CMOS

堆栈式（Stacked）CMOS：也叫堆叠式、积层式、堆栈式CMOS传感器是一种在垂直方向上堆叠多个层次的电路和感光器件的结构。每个层次都有自己的功能，例如感光、信号放大和图像处理。这种结构能够提高光线的接收和处理效率，从而实现更高的图像质量、更低的噪声和更好的动态范围。

堆栈式CMOS图像传感器最大的特点在于它的双层结构，即将捕捉到的光线转换为电信号的像素部和将电信号转换为数字信息、进而进行信息处理的逻辑电路部。

堆栈式传感器是在背照式基础上的改进，将旁置的信号处理电路放到了底部支持基板上，腾出空间放置更多的像素。

5、三者的区别和联系

区别：

背照式CMOS和前照式CMOS的主要区别在于光线的进入方式和感光器件的位置。背照式CMOS直接将光线照射在感光器件上，而前照式CMOS通过微透镜等结构引导光线进入感光器件。

堆栈式CMOS在结构上与背照式和前照式CMOS有所不同，它是通过垂直堆叠多个层次的电路和感光器件来提高性能。

联系：

这三者不同类型的CMOS传感器结构都旨在提高图像质量、低光性能和动态范围。背照式CMOS和堆栈式CMOS通过优化光线接收和处理来提高性能，而前照式CMOS则通过微透镜等结构来尽量减少光线的遮挡和散射。

在SONY一体化摄像机芯中，5和6系列高清摄像机模组采用的是前照式COMS，而7系列高清摄像机和8系列4K超高清摄像机均采用了背照式CMOS，大大的提升了画面质量。

（部分内容参考自SONY中国官网）