背照式和堆棧式攝像頭的區(qū)別.doc

背照式和堆棧式攝像頭的區(qū)別現(xiàn)在智能手機(jī)的攝像頭無(wú)論從硬件，拍照性能上，比以往都有了翻天覆地的變化，以往我們手機(jī)的攝像頭還是處于30萬(wàn)、200萬(wàn)像素的階段，但轉(zhuǎn)眼間，手機(jī)攝像頭已經(jīng)到了主流的800萬(wàn)甚至是1300萬(wàn)了。除了在像素上的提高，另一個(gè)攝像頭的核心組件，攝像頭的傳感器也是取得了很大的進(jìn)步，現(xiàn)在主流的手機(jī)的攝像頭均采用了背照式和堆棧式兩種類(lèi)型的傳感器，那么它們之間有什么不同呢，接下來(lái)就以科普的方式給大家介紹一下。一、何為背照式傳感器首先我們先來(lái)看一看現(xiàn)在普遍流行的背照式傳感器和傳統(tǒng)型的之間有什么不同。傳統(tǒng)型攝像頭的傳感器的整個(gè)光電二極管位于感光芯片的最下層，傳感器的A/D轉(zhuǎn)換器和放大電路位于光電二極管的上層位置，所以光電二極管到透鏡的距離是比較遠(yuǎn)的，光線到達(dá)要求也會(huì)更加高。除此之外，傳統(tǒng)感光芯片上層的線路連接層還會(huì)出現(xiàn)光線的反射，影響到達(dá)光電二極管的光線強(qiáng)度，從而使傳感器的受光量減少。所以在一般的情況下，傳統(tǒng)型攝像頭傳感器在日光較為充足的時(shí)候拍照是沒(méi)什么問(wèn)題的，但在弱光的情況下表現(xiàn)就會(huì)顯得有點(diǎn)“捉襟見(jiàn)肘”了，較難在低光環(huán)境下拍攝出明亮，質(zhì)量好的照片。傳統(tǒng)和背照式CMOS結(jié)構(gòu)對(duì)比為了改善這一種狀況，于是背照式傳感器就有了它存在的意義了，相比起普通的傳感器，搭載背照式傳感器的攝像頭能夠在弱光環(huán)境下，提高約30%50%的感光能力，能夠在弱光下拍攝更高的質(zhì)量的照片。背照式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖那么為什么背照式傳感器的感光能力能夠提高這么多呢？那是因?yàn)楸痴帐絺鞲衅骱?jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是比以往的傳感器更薄，具有更佳的畫(huà)質(zhì)和更低的噪點(diǎn)等特性。它把感光層與基質(zhì)的位置互換，直接與透光面接觸，因而減少了中間環(huán)節(jié)光線的損失，并且在透光面上每個(gè)對(duì)應(yīng)的像素表面都改為透鏡的形式，更集中地匯聚了外界的光線到對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)上，減少了像素之間多余的光線干擾（也簡(jiǎn)稱(chēng)增加了開(kāi)口率）。二、堆棧式傳感器的原理堆棧式傳感器是由索尼最新推出的一款手機(jī)攝像頭傳感器，英文名稱(chēng)叫做“Stacked CMOS”，采用了“堆棧式結(jié)構(gòu)”（stacked structure）。其實(shí)背照式和堆棧式傳感器都是由索尼推出的，前者的品牌名稱(chēng)叫“Exmor R ”，而后者就是“Exmor RS”，所以由此可以看出，堆棧式傳感器是背照式的一個(gè)全新升級(jí)版本。Exmor RS堆棧式傳感器堆棧式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖從以上堆棧式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖中我們可以看到，新升級(jí)的堆棧式傳感器是將原來(lái)傳感器里的信號(hào)處理電路放到了原來(lái)的基板上，在傳感器芯片上重疊形成背照式傳感器的像素部分，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在較小的傳感器芯片尺寸上形成大量像素點(diǎn)，可以把騰出來(lái)的空間放置更多的像素。另外，傳感器里的像素點(diǎn)和電路是分開(kāi)獨(dú)立的，所以像素點(diǎn)部分可以進(jìn)行更高的畫(huà)質(zhì)優(yōu)化，電路部分亦可進(jìn)行高性能優(yōu)化。背照式和堆棧式傳感器對(duì)比而現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外眾多手機(jī)生產(chǎn)廠商的旗艦智能手機(jī)的攝像頭都紛紛采用了堆棧式的傳感器，那么相比起背照式傳感器的攝像頭，堆棧式傳感器又有哪些不同呢？其實(shí)，堆棧式傳感器是由背照式所發(fā)展而成的，由上圖可以看出，背照式傳感器是將感光層的光電二極管的位置換了一下，而堆棧式傳感器則是把信號(hào)回路位置互換。而且，堆棧式傳感器比背照式的的體積更加小，畫(huà)質(zhì)方面也是作了更加好的優(yōu)化。堆棧式感光元的RGBW編碼技術(shù)，左為背照式，右為堆棧式除此之外，堆棧式傳感器相比起背照式的還擁有兩項(xiàng)技術(shù)來(lái)提升畫(huà)質(zhì)的。第一個(gè)就是堆棧式傳感器加入了RGBW的編碼技術(shù)，就是是由原來(lái)的R（紅），G（綠），B（藍(lán)）三原色像素點(diǎn)中再加入W（白）像素點(diǎn)來(lái)提升畫(huà)質(zhì)，提高傳感器的感光能力的，使攝像頭在暗光環(huán)境下也能夠拍攝出質(zhì)量更高的照片。背照式HDR和堆棧式硬件HDR樣張對(duì)比第二項(xiàng)就是堆棧式傳感器更加是支持硬件HDR功能，硬件HDR英文名稱(chēng)叫做“In-camera HDR”，它實(shí)現(xiàn)的原理是能夠精確地單獨(dú)控制每一行像素的曝光時(shí)間，從而在傳感器層面上就實(shí)現(xiàn)原生的高動(dòng)態(tài)范圍渲染，有別于之前的軟件HDR技術(shù)一樣需要軟件，照相機(jī)綜合算法來(lái)合成，所以照片生成的速度更快，而且可以實(shí)現(xiàn)HDR錄像?？偨Y(jié)從以上的介紹可以看出，堆棧式傳感器是從背照式傳感器進(jìn)化提升而來(lái)的產(chǎn)品，也是由背照式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，堆棧式傳感器吸取了背照式的優(yōu)勢(shì)地方，再?gòu)浹a(bǔ)了其劣勢(shì)的地方，進(jìn)行了更加全面的優(yōu)化升級(jí)。除此之外，堆棧式傳感器還可以兼