Tá braiteoirí íomhá ag teastáil i gceamaraí, ó fhóin go teileascóip, ag gabháil solais agus ag iompú ina n-íomhánna. Oibríonn braiteoirí CMOS (Front-Side Illuminated) agus BSI (Backside-Illuminated) ar phrionsabail chomhchosúla ach difriúil i struchtúr, ag cur isteach ar ghabháil solais, torann agus cáilíocht dathanna. Míníonn an t-alt seo a ndearaí, feidhmíocht, úsáidí agus forbairtí sa todhchaí go mion.
CC7. Ó BSI go Ailtireachtaí CMOS Cruachta
Forbhreathnú Braiteoir CMOS vs BSI
Braitheann gach ceamara, ón bhfón cliste i do phóca go dtí na teileascóip a dhéanann iniúchadh ar réaltraí i bhfad i gcéin, ar cé chomh héifeachtach agus a ghabhann a braiteoir íomhá solas. Leanann braiteoirí CMOS agus BSI prionsabail leathsheoltóra comhchosúla, ach bíonn éagsúlachtaí móra ar íogaireacht solais, feidhmíocht torainn agus cáilíocht íomhá mar thoradh ar a ndifríochtaí struchtúracha. I braiteoirí traidisiúnta CMOS (Front-Side Illuminated, FSI), suíonn sreangú miotail agus trasraitheoirí os cionn na photodiodes, ag blocáil solas isteach go páirteach agus ag laghdú íogaireacht fhoriomlán. Déanann an dearadh seo braiteoirí CMOS éifeachtach ó thaobh costais agus níos éasca a mhonarú, ach cuireann sé teorainn le feidhmíocht íseal-solais. I gcodarsnacht leis sin, déanann braiteoirí BSI (Back-Side Illuminated) an struchtúr a smeach, ag seasamh an fhóta-dé-óid ar a bharr ionas go sroicheann solas é go díreach gan bhac. Feabhsaíonn sé seo éifeachtúlacht chandamach, laghdaíonn sé torann, agus feabhsaíonn sé feidhmíocht i gcórais íomháithe dlúth nó ard-deireadh, ó cheamaraí DSLR go hionstraimí eolaíochta.
Ailtireacht Braiteoir CMOS
Is ionann braiteoir CMOS Soilsithe Taobh Tosaigh (FSI) agus an struchtúr braiteoir íomhá níos luaithe agus níos traidisiúnta a úsáidtear i gceamaraí digiteacha agus fóin chliste. San ailtireacht seo, caithfidh solas isteach dul trí shraitheanna éagsúla ábhar sula sroicheann sé an fóta-dé, an réigiún solas-íogair atá freagrach as fótóin a thiontú ina gcomharthaí leictreacha.
Próiseas Oibre
Oibríonn gach picteilín sa taispeáint trí phróiseas comhordaithe lena n-áirítear micrea-lionsaí, scagairí dathanna, idirnaisc miotail, trasraitheoirí agus ciseal fóta-dé-óid. Díríonn na micrea-lionsaí solas isteach ar dtús trí na scagairí datha dearg, glas agus gorm, ag cinntiú nach sroicheann ach tonnfhaid shonracha gach fo-phicteilín. Os cionn an fhóta-dé-óid, bainistíonn idirnaisc miotail agus trasraitheoirí rialú leictreach agus léamh comhartha an picteilín, cé gur féidir lena suíomh cuid den solas atá ag teacht isteach a bhlocáil go páirteach. Faoi bhun na sraitheanna seo tá an fóta-dé-óid, a ghabhann an solas atá fágtha agus a thiontú ina mhuirear leictreach, ag cruthú comhartha íomhá bunúsach an picteilín.
Teorainneacha Dearadh FSI
• Íogaireacht Solais Laghdaithe: Déantar cuid den solas a fhrithchaitheamh nó a ionsú ag na sraitheanna sreangaithe agus trasraitheoir sular féidir leis an fóta-dé-óid a bhaint amach.
• Fachtóir Líonta Níos Ísle: De réir mar a laghdaíonn méideanna picteilín, laghdaíonn cóimheas an limistéir solas-íogair leis an limistéar picteilín iomlán, rud a fhágann go bhfuil níos mó torainn ann.
• Feidhmíocht Íseal-Solas Níos Lage: Tá braiteoirí FSI ag streachailt i dtimpeallachtaí dim i gcomparáid le roghanna malartacha nua-aimseartha cosúil le braiteoirí BSI.
Taobh istigh den Braiteoir BSI CMOS
Rinne an braiteoir CMOS Backside-Illuminated (BSI) réabhlóidiú ar íomháú digiteach trí aghaidh a thabhairt ar an míbhuntáiste mór a bhaineann le dearaí traidisiúnta Front-Side Illuminated (FSI), blocáil solais ó shreangú miotail agus trasraitheoirí . Trí struchtúr an braiteora a aisiompú, ligeann BSI do sholas atá ag teacht isteach an fóta-dé-óid go díreach, ag feabhsú éifeachtúlacht solais agus cáilíocht íomhá go suntasach.
Feidhm Teicneolaíochta BSI
• Déantar an wafer sileacain a tanú síos go dtí cúpla micriméadar chun an ciseal fótaisíogair a nochtadh
• Tá an ciseal fóta-dé-óid suite ar an taobh uachtarach, ag tabhairt aghaidh go díreach ar an solas atá ag teacht isteach
• Athlonnaítear na ciorcaid sreangaithe miotail agus trasraitheoir go dtí an taobh cúil, rud a chuireann cosc orthu bac a chur ar chosáin solais
• Tá micrea-lionsaí chun cinn ailínithe go beacht thar gach picteilín chun fócas solais is fearr a chinntiú
Buntáistí a bhaineann le Braiteoirí BSI
• Éifeachtúlacht Ionsú Solais Níos Airde: Feabhas suas le 30-50% i gcomparáid le braiteoirí FSI, rud a fhágann go bhfuil íomhánna níos gile agus níos glaine.
• Feidhmíocht Íseal-Solas Superior: Feabhsaíonn caillteanas fótóin laghdaithe íogaireacht agus íoslaghdaíonn sé torann i dtimpeallachtaí dorcha.
• Cruinneas Dath Feabhsaithe: Le cosáin solais gan bhac, táirgeann scagairí datha toin níos cruinne agus níos beoga.
• Dearadh Pixel Dlúth: Tacaíonn BSI le méideanna picteilín níos lú agus cáilíocht íomhá á choinneáil aige, oiriúnach do bhraiteoirí ardtaifigh.
• Raon Dinimiciúil Feabhsaithe: Gabháil comhartha níos fearr i réigiúin gheal agus dim radharc.
Comparáid Éifeachtúlachta Solais agus Íogaireachta
| Gné | Braiteoir CMOS FSI | Braiteoir BSI |
|---|---|---|
| Conair an tSolais | Téann solas trí shreangú → caillteanas páirteach | Díreach chuig fóta-dé-óid → caillteanas íosta |
| Éifeachtúlacht Chandamach (QE) | 60–70% | 90–100% |
| Feidhmíocht Íseal-Solas | Measartha | Den scoth |
| Machnamh & Croschaint | Ard | Íseal |
| Soiléireacht Íomhá | Meán | Géar agus geal i solas dim |
Laghdaigh picteilín agus fachtóir líonta
I Braiteoirí CMOS FSI
De réir mar a thiteann méid an picteilín faoi bhun 1.4 μm, áitíonn na hidirnaisc miotail agus na trasraitheoirí achar dromchla níos mó. Laghdaíonn an fachtóir líonta, rud a fhágann go bhfuil níos lú solais gafa in aghaidh an picteilín agus torann íomhá méadaithe. Is é an toradh ná íomhánna níos dorcha, codarsnacht laghdaithe, agus feidhmíocht níos laige i ndálaí íseal-solais.
I Braiteoirí BSI CMOS
Tá an fóta-dé-óid suite os cionn na sreangaithe, rud a ligeann don solas é a bhualadh go díreach. Baineann an chumraíocht seo fachtóir líonta beagnach 100% amach, rud a chiallaíonn go n-éiríonn beagnach an limistéar picteilín ar fad solas-íogair. Coinníonn braiteoirí BSI gile aonfhoirmeach agus cóimheas comhartha-go-torann níos airde (SNR) ar fud an fhráma íomhá. Soláthraíonn siad feidhmíocht íseal-solais níos fearr freisin, fiú i modúil dhlúth cosúil le ceamaraí fón cliste nó dróin.
Crosstalk, Noise, agus Scaipeadh Backside
| Gné | Saincheisteanna Féideartha i Braiteoirí CMOS (FSI) | Saincheisteanna Féideartha i Braiteoirí BSI | Réitigh Innealtóireachta | Tionchar ar Cháilíocht Íomhá |
|---|---|---|---|---|
| Croschaint Optúil | Scaiptear nó blocáiltear solas le sreangú miotail sula sroicheann tú an fóta-dé-óid, rud a fhágann go bhfuil soilsiú míchothrom ann. | Sceitheann solas isteach i bpicteilíní comharsanacha mar gheall ar nochtadh ar chúl. | Aonrú Trinse Domhain (DTI): Cruthaíonn bacainní fisiciúla idir picteilíní chun cur isteach optúil a chosc. | Íomhánna níos géire, scaradh dathanna níos fearr, agus doiléir laghdaithe. |
| Athchomhcheangal Muirear | Cailltear iompróirí luchtaithe laistigh de shraitheanna tiubha sileacain nó miotail, ag íogaireacht a ísliú. | Athchomhcheangal Backside: Iompróirí athchomhcheangal in aice leis an dromchla nochta roimh an mbailiú. | Sraitheanna Passivation & Cóireáil Dromchla: Lochtanna a laghdú agus bailiú muirear a fheabhsú. | Íogaireacht fheabhsaithe agus caillteanas comhartha laghdaithe. |
| Éifeacht Blooming | Is cúis le ró-nochtadh i bpicteilín amháin picteilíní in aice láimhe a sháithiú mar gheall ar idirleathadh an taobh tosaigh. | Scaipeann ró-nochtadh muirear faoin gciseal sileacain tanaithe. | Bacainní Dópála agus Muirear Dromchla: Muirear a choinneáil agus ró-shreabhadh a chosc. | Streaks bán laghdaithe agus buaicphointí smoother. |
| Torann Leictreach & Teirmeach | Gineann teas ó thrasraitheoirí ar-picteilín torann sa chonair comhartha. | Torann lámhaigh níos airde mar gheall ar sileacain tanaí agus ciorcad dlúth. | Aimplitheoirí Íseal-Torann & Algartaim Laghdaithe Torainn Ar-Sliseanna. | Íomhánna níos glaine, feidhmíocht íseal-solais feabhsaithe. |
| Teorannú Fachtóir Líonta | Clúdaíonn sraitheanna miotail agus trasraitheoirí limistéar mór picteilín, ag laghdú íogaireacht solais. | Beagnach deireadh - fóta-dé-óid nochta go hiomlán do sholas. | Struchtúr BSI & Optamú Microlens. | Gabháil solais uasta agus gile aonfhoirmeach. |
Ó BSI go Ailtireachtaí CMOS Cruachta
Struchtúr Braiteoir CMOS Cruachta
| Ciseal | Feidhm | Cur síos |
|---|---|---|
| Ciseal Barr | Eagar Pixel (Dearadh BSI) | Tá na fóta-déóidí solas-íogair a ghabhann solas isteach, ag baint úsáide as struchtúr BSI chun íogaireacht a uasmhéadú. |
| Meánchiseal | Ciorcad Analógach / Digiteach | Láimhseálann tascanna comhshó, aimplithe, agus próiseála íomhá ar leithligh ón eagar picteilín le haghaidh aschuir níos glaine. |
| Sraith Bun | Comhtháthú Cuimhne nó Próiseálaí | D'fhéadfadh croíthe próiseála DRAM nó AI leabaithe a áireamh le haghaidh maolán tapa sonraí agus feabhsú íomhá fíor-ama. |
Buntáistí a bhaineann le Braiteoirí CMOS Cruachta
• Léamh Ultra-Tapa: Cumasaíonn lámhach leanúnach ardluais agus gabháil físe iarbhír suas le rúin 4K nó 8K le saobhadh cróluas rollta íosta.
• Próiseáil Feabhsaithe Ar-Chip: Comhtháthaíonn ciorcaid loighic a dhéanann cumasc HDR, ceartú gluaisne, agus laghdú torainn go díreach ar an braiteoir.
• Éifeachtúlacht Fuinnimh: Feabhsaíonn cosáin sonraí níos giorra agus fearainn cumhachta neamhspleácha • tréchur agus tomhaltas cumhachta a laghdú.
• Fachtóir Foirm Níos Lú: Ceadaíonn cruachadh ingearach dearadh modúl dlúth atá oiriúnach d'fhóin chliste, ceamaraí feithicleach, agus drones.
• Tacaíocht Íomháithe AI agus Ríomhaireachta: Cuimsíonn roinnt braiteoirí cruachta próiseálaithe néaracha tiomnaithe le haghaidh autofocus cliste, aitheantas radhairc, agus feabhsú fíor-ama.
Raon Dinimiciúil agus Feidhmíocht Dath i CMOS vs Braiteoirí BSI
Braiteoirí BSI (Backside-Illuminated)
Trí shreangú miotail os cionn an fhóta-dé-óid a dhíchur, ligeann braiteoirí BSI do fhótóin an limistéar solas-íogair a bhaint amach go díreach. Méadaíonn an struchtúr seo cumas lán-tall, ag feabhsú ionsú solais agus ag íoslaghdú bearrtha buaicphointe. Mar thoradh air sin, tairgeann braiteoirí BSI feidhmíocht HDR níos fearr, doimhneacht datha níos fearr, agus grádú scáth níos míne, rud a fhágann go bhfuil siad is fearr le haghaidh grianghrafadóireacht HDR, íomháú leighis, agus faireachas íseal-solais.
Braiteoirí FSI (Soilsithe Taobh Tosaigh)
I gcodarsnacht leis sin, éilíonn braiteoirí FSI solas chun pas a fháil trí roinnt sraitheanna ciorcad sula sroicheann siad an fóta-dé-óid. Is cúis leis seo machnamh páirteach agus scaipeadh, rud a chuireann teorainn le raon dinimiciúil agus cumas mapála ton. Tá siad níos seans maith go ró-nochtadh i ndálaí geala agus is minic a tháirgeann siad dath níos lú cruinn i scáthanna domhain.
Iarratais ar CMOS vs Braiteoirí BSI
Braiteoirí CMOS (FSI)
• Fís meaisín
• Cigireacht thionsclaíoch
• Endoscopy leighis
• Ceamaraí faireachais
Braiteoirí BSI
• Fóin chliste
• Ceamaraí digiteacha
• ADAS Feithicleach
•Réalteolaíocht agus íomháú eolaíoch
• Taifeadadh físe 8K
Forbairtí sa Todhchaí i mBraiteoirí CMOS vs BSI
• Comhcheanglaíonn dearaí 3D-cruachta sraitheanna picteilín, loighic agus cuimhne le haghaidh léamh ultra-tapa agus íomháú AI-tiomáinte.
• Cuireann braiteoirí BSI cróluas domhanda deireadh le saobhadh gluaisne do róbataic, drones, agus córais feithicleach.
• Seachadann CMOS orgánach agus braiteoirí ponc chandamach íogaireacht níos airde, freagairt speictrim níos leithne, agus dathanna níos saibhre.
• Cumasaíonn próiseáil AI ar an braiteoir laghdú torainn fíor-ama, braite réada, agus rialú nochta oiriúnaitheach.
• Comhcheanglaíonn ardáin íomháithe hibrideacha buntáistí CMOS agus BSI, ag feabhsú raon dinimiciúil agus ag laghdú úsáid cumhachta.
Conclúid
Tá braiteoirí CMOS agus BSI tar éis íomháú nua-aimseartha a athmhúnlú, le BSI ag tairiscint íogaireacht solais níos airde, níos lú torainn, agus cruinneas dathanna níos fearr. Feabhsaíonn ardú CMOS cruachta agus braiteoirí comhtháite AI luas, soiléireacht íomhá agus raon dinimiciúil a thuilleadh. Le chéile, leanann na teicneolaíochtaí seo ag cur grianghrafadóireachta, faireachais agus íomháú eolaíochta chun cinn le cruinneas agus éifeachtúlacht níos mó.
Ceisteanna Coitianta
Cad iad na hábhair a úsáidtear i mbraiteoirí CMOS agus BSI?
Úsáideann an bheirt wafers sileacain. Cuimsíonn braiteoirí BSI sraitheanna sileacain tanaithe, microlenses, agus idirnaisc miotail freisin le haghaidh ionsú solais níos fearr.
Cén cineál braiteora a úsáideann níos mó cumhachta?
Ídíonn braiteoirí BSI níos mó cumhachta mar gheall ar a ndearadh casta agus a bpróiseáil sonraí níos tapúla, cé go bhfuil dearaí nua-aimseartha ag feabhsú éifeachtúlachta.
Cén fáth go bhfuil braiteoirí BSI níos costasaí ná CMOS?
Éilíonn braiteoirí BSI céimeanna déantúsaíochta breise, mar shampla tanú wafer agus ailíniú ciseal beacht, rud a fhágann go bhfuil siad níos costasaí a tháirgeadh.
Conas a láimhseálann na braiteoirí seo teas?
Méadaíonn teochtaí arda torann sa dá braiteoir. Is minic a chuimsíonn dearaí BSI rialú teirmeach níos fearr chun cáilíocht na híomhá a choinneáil cobhsaí.
An féidir le braiteoirí CMOS agus BSI solas infridhearg a bhrath?
Tá. Nuair a bhíonn siad feistithe le bratuithe IR-íogair nó scagairí bainte, is féidir leis an dá cheann infridhearg a bhrath, le BSI ag taispeáint íogaireacht IR níos fearr.
Cad é cuspóir micrea-lionsaí ar bhraiteoirí íomhá?
Treoraíonn microlenses solas go díreach isteach i bhfóta-dé-óid gach picteilín, ag feabhsú gile agus éifeachtúlacht i braiteoirí BSI níos lú.