Сенсор bsi iphone что это

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

кто знает чем отличается SMOS матрица от BSI CMOS

Нет там никакой «обратной подсветки». если в двух словах, то на «обычной» CMOS свет падает на ячейки с той же стороны, где расположены транзисторы и проводники, у этих же матриц подложка сделана очень тонкой — светопроницаемой, матрица развёрнута на 180° и поток света падает на неё «с задней» стороны. Так как на обратной стороне нет этих самых полевых транзисторов и прочих занимающих место элементов, отнимающих полезную площадь, то полезная площадь ячеек заметно (процентов на 30-40) больше, что приводит к росту соотношения сигнал / шум.

Это даёт возможность сохранить уровень шумов при более высокой светочувствительности, либо снизить шумы при прежней чувствительности.

Сложность производства таких матриц связана как раз с тем, что они должны быть чрезвычайно тонкими и равномерными по толщине (насколько мне известно процесс производится в два этапа: сначала производится обычная литография «лицевой» стороны; и только затем подложка утончается) .

P.S. BSI как раз и означает, что матрица освещается (а не чем то подсвечивается) с обратной стороны. В первую очередь технология актуальна для «мелких» матриц с их очень небольшими пикселями — у них обвязка ячейки занимает бОльшую относительную площадь и выигрыш получается максимальным.

OldAlex Высший разум (127289) «Обвязка» перекрывает часть полезной площади фотоячейки. В случае BSI-матрицы она оказывается на «тыльной» стороне.

Так понятнее?

По сравнению с BSI-матрицей, ISOCELL-пиксели испытывают на 30% меньше перекрестных помех, что способствует более точной цветопередаче, повышению реалистичности отображения цветов с высокой резкостью изображения и богатством оттенков, а также способствует повышению параметров FWC (Full Well Capacity) на 30%, что ведет к увеличению динамического диапазона матрицы.

Кроме того, высота модуля фотокамеры, созданного с применением матрицы на основе ISOCELL, может быть уменьшена на 20% благодаря тому, что датчики ISOCELL способны воспринимать лучи, падающие под большими углами (Chief Ray Angle, CRA). Само собой, это должно быть очень востребовано в тонких мобильных устройствах недалекого будущего.

Источник

Меньше шумов с новыми CMOS-сенсорами

На Mobile World Congress 2011, который стартует в Барселоне в понедельник и продлится до 17 февраля, Samsung продемонстрирует два новых CMOS-сенсора (S5K3L1 и S5K3H2), которые ориентированы на применение в смартфонах.

Не смотря на распространенное (и вполне справедливое) убеждение «камера в телефоне баловство, фотоаппарат она не заменит», часто случаются ситуации, когда под рукой ничего лучшего, чем камера в телефоне не оказывается. И тут в качестве софтверного фильтра, улучшающего качество фотографии, часто применяется фраза «Сорри за качество, снимал телефоном». Samsung очень любит своих покупателей и совсем не хочет, чтобы они лишний раз извинялись за собственную технику. Поэтому наши инженеры не устают предлагать новые решения, которые позволят гордиться снимками, а не извиняться за них.

У модели S5K3L1 — 1/3,2-дюймовый 12-мегапиксельный сенсор. Она изготовлена с применением технологии задней подсветки BSI (Back Side Illuminated), что позволяет снимать с минимальными шумами при невысокой освещенности.

Разница между обычным сенсором (с передней подсветкой) и новым сенсором с технологией задней подсветки BSI состоит в том, что устройство BSI упрощает попадание света на фотодиоды сенсор. В обычном CMOS-сенсоре свет вынужден проходить по металлической проводке и элементам схемы, прежде чем он попадет на фотодиоды (т. н. «светополучающая поверхность» — light-receiving surface на схеме). В сенсоре же с задней подсветкой проводка спрятана за светополучающую поверхность, за счет чего сенсор становится более светочувствительным.

Также новинка оснащена опциональным фильтр RGB-white, который позволяет получить более яркие снимки (на 30% по сравнению с традиционными RGB-фильтрами). Некоторые дополнительные функции призванны устранить искажения на снимках.

Кроме фото сенсор способен снимать видео: в разрешении Full HD 1080p с частотой 60 кадров в секунду, в разрешении HD 720p — со скоростью 90 кадров в секунду, в разрешении VGA — 120 кадров в секунду.

CMOS-сенсор S5K3H2 также выполнен в форм-факторе 1/3,2 дюйма на базе технологии обратной подсветки, но его разрешение составляет 8 мегапикселей. Кстати, технология BSI отличается низким уровнем энергопотребления, так, сенсор S5K3H2 способен работать при напряжении всего 1,2 В — это позволяет продлить срок работы мобильного устройства.

Этот сенсор также способен осуществлять запись видео: в разрешении Full HD 1080p с частотой 30 кадров в секунду, в разрешении HD 720p — со скоростью 60 кадров в секунду, в разрешении VGA — 120 кадров в секунду. Поддерживается и возможность осуществления серийной съемки фотографий со скоростью до 15 кадров в секунду.

Обе модели сенсоров доступны для применения с модулями камер размера 8,5×8,5х6,0 мм с автофокусом. Таким образом, инженеры могут использовать ее в тонких мобильных устройствах.

Они уже доступны в виде отдельных образцов, а начало их массового производства состоится в третьем квартале этого года.

Источник

Датчик с задней подсветкой — Back-illuminated sensor

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 затраты в достаточной степени, чтобы представить 5-мегапиксельный датчик BI CMOS 1,75 мкм по общим потребительским ценам в 2009 году. Датчики BI от OmniVision Technologies с тех пор используются в бытовой электронике других производителей, например, в HTC EVO. Смартфон на базе Android 4G и главный аргумент в пользу камеры в iPhone 4 от Apple .

СОДЕРЖАНИЕ

Описание

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.

Датчик с задней подсветкой содержит те же элементы, но прокладывает проводку за слоем фотокатода, переворачивая кремниевую пластину во время изготовления, а затем утонча ее обратную сторону, чтобы свет мог попадать на слой фотокатода, не проходя через слой проводки. Это изменение может повысить вероятность захвата входного фотона с примерно 60% до более 90% (т.е. на 1/2 ступени быстрее) с наибольшей разницей, реализуемой при небольшом размере пикселя, поскольку площадь захвата света увеличивается при перемещении проводка от верхней (падающий свет) к нижней поверхности (перефразируя дизайн BSI) пропорционально меньше для большего пикселя. Датчики BSI-CMOS наиболее эффективны при частичном солнечном свете и других условиях низкой освещенности. Размещение проводов позади световых датчиков аналогично разнице между головоногими глазами и глазами позвоночных . Ориентация транзисторов активной матрицы за слоем фотокатода может привести к множеству проблем, таких как перекрестные помехи , которые вызывают шум , темновой ток и смешение 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 нишевых ролях, где их лучшая производительность при слабом освещении была важна. Раннее использование включало промышленные датчики, камеры видеонаблюдения, камеры микроскопов и астрономические системы.

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 в отрасли отметили, 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.

Важным шагом на пути к внедрению датчиков BI стало то, что в 2007 году OmniVision Technologies опробовала свои первые датчики с использованием этой технологии. Однако эти датчики не получили широкого распространения из-за их высокой стоимости. Первым широко используемым датчиком BI был датчик OmniVision OV8810, о котором было объявлено 23 сентября 2008 г., и он содержал 8 мегапикселей с размером 1,4 мкм. OV8810 использовался в HTC Droid Incredible и HTC EVO 4G , которые были выпущены в апреле и июне 2009 года соответственно. В июне 2009 года OmniVision анонсировала 5-мегапиксельную камеру OV5650, которая имела лучшую чувствительность при слабом освещении на уровне 1300 мВ / люкс-сек и самую низкую высоту стека (6 мм) в отрасли. Apple выбрала OV5650 для использования в задней камере iPhone 4, которая получила хорошие отзывы за свои фотографии при слабом освещении.

Работа Sony над новыми материалами и технологиями для фотодиодов позволила им представить свой первый потребительский сенсор с обратной засветкой в ​​виде CMOS-матрицы « Exmor R » в августе 2009 года. По словам Sony, новый материал обеспечивал передачу сигнала +8 дБ и шум −2 дБ. . В сочетании с новой компоновкой с задней подсветкой датчик улучшил характеристики при слабом освещении почти в два раза. В iPhone 4s использовался датчик изображения производства Sony. В 2011 году Sony внедрила датчик Exmor R в свой флагманский смартфон Sony Ericsson Xperia Arc .

В январе 2012 года Sony разработала сенсор с задней подсветкой, добавив Stacked CMOS , в котором вспомогательная схема перемещена под секцию активного пикселя, что дало еще 30% улучшение способности захвата света. В августе 2012 года Sony выпустила его на рынок под названием Exmor RS с разрешением 13 и 8 эффективных мегапикселей.

В сентябре 2014 года Samsung анонсировала первый в мире датчик APS-C, использующий пиксельную технологию BSI. 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 .

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 .

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.

В мае 2021 года Sony анонсировала новый многослойный сенсор с задней подсветкой для формата Micro Four Thirds.

Источник

Sony разработала революционную BSI-матрицу с центральным затвором

Это первая в мире CMOS-матрица с разрешением более 1 мегапикселя с такими характеристиками.

Sony анонсировала новую революционную разработку: компания создала 1,46-мегапиксельную CMOS-матрицу с обратной засветкой (BSI) и центральным затвором. Это первая в мире CMOS-матрица с разрешением свыше 1 мегапикселя с такими характеристиками.

BSI — технология, при которой засветка матрицы происходит с обратной стороны, что позволяет увеличить количество полученного света. Это, в свою очередь, позволяет улучшить качество работы в условиях слабого освещения. Раньше подобные матрицы использовались главным образом в астрофотографии или в камерах наблюдения, но сейчас эта технология все больше применяется и в потребительских фотокамерах.

В 2015 году Sony a7R II стала первой полнокадровой камерой с BSI-матрицей; в 2017-м Nikon D850 — первой камерой с BSI-матрицей разрешением более 45 мегапикселей.

Но все эти BSI-матрицы — с построчным считыванием, то есть пиксели кадра считываются не одновременно, а ряд за рядом, пусть даже и очень быстро. В большинстве случаев разницы между двумя вариантами считывания нет, однако если камера или объекты в кадре движутся во время съемки, при построчном считывании возникают искажения.

Искажения, возникающие при построчном считывании, на примере быстро движущихся лопастей пропеллера

Новая разработка Sony представляет собой матрицу с обратной засветкой (BSI) и с функцией центрального затвора, что позволяет считывать все пиксели кадра одновременно. Это — выдержка из технического описания матрицы на сайте Sony:

“Новый датчик Sony получил новейшие компактные слаботочные конвертеры, расположенные под каждым пикселем. Они мгновенно конвертируют аналоговый сигнал со всех пикселей в цифровой, чтобы временно сохранить его в цифровой памяти. Такая архитектура позволяет избежать искажения, вызванного задержкой считывания, что позволяет реализовать функцию центрального затвора.

Чтобы добиться параллельной конвертации всех пикселей, Sony разработала технологию, благодаря которой стало возможно использовать примерно 3 миллиона соединений Cu-Cu (“медь-медь”) в одной матрице. Такое соединение обеспечивает электрическую непрерывность между пикселем и слоем управляющей логики, одновременно обеспечивая пространство для 1,46 миллиона конвертеров (по количеству эффективных пикселей)”.

Это — пример фото, снятого с помощью новой матрицы (обратите внимание на отсутствие искажений у вращающихся лопастей вентилятора):

Пока нет никакой информации, когда эта революционная разработка появится в потребительских камерах, но уже очевидно, что Sony намерена удержать свое господство в области производства датчиков изображений и обеспечить своим цифровым камерам первенство в плане качества матриц.

Источник