照式CMOS傳感器得益于電子器件的制作工藝升級,至少在兩個方面有提升。第一個是在傳感器上的微透鏡性能更為提升,以致經(jīng)過微透鏡后的光,入射到感光面上的角度更接近垂直,而且微透鏡產(chǎn)生的色散,眩光等不良效果會減弱,讓最終到達(dá)傳感器感光面的光較傳統(tǒng)的好。第二就是在大像素下依舊具有高速的處理能力,這一點歸根到底是對比CCD傳感器而言的。CCD傳感器是需要將各像素點的電荷數(shù)據(jù)傳輸出來統(tǒng)一處理,所以在像素大的時候速度比較難提高,如果強(qiáng)行提高處理的帶寬就會造成噪點的增加。而CMOS傳感器在每一個像素點上都已經(jīng)將電荷轉(zhuǎn)化成了電壓數(shù)據(jù),在提高大像素幀率上有比較大的空間。
不過這兩個優(yōu)點并非被照式CMOS傳感器特有,是當(dāng)今新款的CMOS傳感器普遍都能做到的,這就是為什么越來越多數(shù)碼相機(jī)采用CMOS傳感器了,畢竟大像素和高速的性能會直接影響最終消費者的選擇。
背照式CMOS傳感器最大的優(yōu)化之處就是將元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)改變了,即將感光層的元件調(diào)轉(zhuǎn)方向,讓光能從背面直射進(jìn)去,避免了傳統(tǒng)CMOS傳感器結(jié)構(gòu)中,光線會受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響,從而顯著提高光的效能,大大改善低光照條件下的拍攝效果。
背照式CMOS傳感器的具體結(jié)構(gòu)如上圖所示(源自索尼資料,其他芯片廠家的產(chǎn)品可能在細(xì)節(jié)上有不同,但大體意思是相同的),橙色的為光線路,黃色線為受光面。左邊的傳統(tǒng)式,明顯看到光線通過微透鏡后還需要經(jīng)過電路層才能到達(dá)受光面,中途光線必然會遭到部分損失(包括被阻擋或被減弱)。背照式CMOS傳感器的元件則不同,在改變了結(jié)構(gòu)后,光線通過微透鏡后就可以直接到達(dá)感光層的背面,完成光電反應(yīng),從進(jìn)光量上改善了感光過程。