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、200萬像素的階段，但轉(zhuǎn)眼間，手機(jī)攝像頭已經(jīng)到了主流的800萬甚至是1300萬了。除了在像素上的提高，另一個攝像頭的核心組件，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型的傳感器，那么它們之間有什么不同呢，接下來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)要求也會更加高。除此之外，傳統(tǒng)感光芯片上層的線路連接層還會出現(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候拍照是沒什么問題的，但在弱光的情況下表現(xiàn)就會顯得有點(diǎn)“捉襟見肘”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)楸痴帐絺鞲衅骱唵蝸碚f就是比以往的傳感器更薄，具有更佳的畫質(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對應(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應(yīng)的像素點(diǎn)上，減少了像素之間多余的光線干擾（也簡稱增加了開口率）。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全新升級版本。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，新升級的堆棧式傳感器是將原來傳感器里的信號處理電路放到了原來的基板上，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)和電路是分開獨(dú)立的，所以像素點(diǎn)部分可以進(jìn)行更高的畫質(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比而現(xiàn)在，國內(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技術(shù)來提升畫質(zhì)的。第一個就是堆棧式傳感器加入了RGBW的編碼技術(shù)，就是是由原來的R（紅），G（綠），B（藍(lán)）三原色像素點(diǎn)中再加入W（白）像素點(diǎn)來提升畫質(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樣張對比第二項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間，從而在傳感器層面上就實(shí)現(xiàn)原生的高動態(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)綜合算法來合成，所以照片生成的速度更快，而且可以實(shí)現(xiàn)HDR錄像。總結(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)化提升而來的產(chǎn)品，也是由背照式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，堆棧式傳感器吸取了背照式的優(yōu)勢地方，再彌補(bǔ)了其劣勢的地方，進(jìn)行了更加全面的優(yōu)化升級。除此之外，堆棧式傳感器還可以兼