- 圖像傳感器種類及參數解析
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2014/12/19
圖像傳感器的功能是光電轉換。關鍵的參數有像素、單像素尺寸、芯片尺寸、功耗。技術工藝上有前照式（FSI）、背照式（BSI）、堆棧式（Stack）等。以下簡單介紹。
一、圖像傳感器架構
圖像傳感器從外觀看分感光區域（Pixel Array），綁線Pad，內層電路和基板。感光區域是單像素陣列，由多個單像素點組成。每個像素獲取的光信號匯集在一起時組成完整的畫面。
CMOS芯片由微透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層、基板層組成。
由于光線進入各個單像素的角度不一樣，因此在每個單像素上表面增加了一個微透鏡修正光線角度，使光線垂直進入感光元件表面。這就是芯片CRA的概念，需要與鏡頭的CRA保持在一點的偏差范圍內。
電路架構上，我們加入圖像傳感器是一個把光信號轉為電信號的暗盒，那么暗盒外部通常包含有電源、數據、時鐘、通訊、控制和同步等幾部分電路。可以簡單理解為感光區域（Pixel Array）將光信號轉換為電信號后，由暗盒中的邏輯電路將電信號進行處理和一定的編碼后通過數據接口將電信號輸出。
二、圖像傳感器關鍵參數
1.像素：指感光區域內單像素點的數量，比如5Maga pixel，8M，13M，16M，20M，像素越多，拍攝畫面幅面就越大，可拍攝的畫面的細節就越多。
2.芯片尺寸：指感光區域對角線距離，通常以英制單位表示，比如1/4inch，1/3inch，1/2.3inch等。芯片尺寸越大，材料成本越高。
3.單像素尺寸：指單個感光元件的長寬尺寸，也稱單像素的開口尺寸，比如1.12微米，1.34微米，1.5微米等。開口尺寸越大，單位時間內進入的光能量就越大，芯片整體性能就相對較高，最終拍攝畫面的整體畫質相對較優秀。單像素尺寸是圖像傳感器一個相當關鍵的參數。
其他更深入的參數比如SNR，Sensitivity，和OB Stable等在這里不做介紹，朋友們可以研究探討。
三、前照式（FSI）與背照式（BSI）
傳統的CMOS圖像傳感器是前照式結構的，自上而下分別是透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層。采取這個結構時，光線到達感光元件層時必須經過線路層的開口，這里易造成光線損失。
而背照式把感光元件層換到線路層的上面，感光層只保留了感光元件的部分邏輯電路，這樣使光線更加直接的進入感光元件層，減少了光線損失，比如光線反射等。因此在同一單位時間內，單像素能獲取的光能量更大，對畫質有明顯的提升。不過該結構的芯片生產工藝難度加大，良率下降，成本相對高一點。
四、堆棧式（Stack）
堆棧式是在背照式上的一種改良，是將所有的線路層挪到感光元件的底層，使開口面積得以最大化，同時縮小了芯片的整體面積。對產品小型化有幫助。另外，感光元件周邊的邏輯電路移到底部之后，理論上看邏輯電路對感光元件產生的效果影響就更小，電路噪聲抑制得以優化，整體效果應該更優。業內的朋友應該了解相同像素的堆棧式芯片的物理尺寸是比背照式芯片的要小的。但堆棧式的生產工藝更大，良率更低，成本更高。索尼的IMX214（堆棧式）和IMX135（背照式）或許很能說明上述問題。
轉載請注明來源：賽斯維傳感器網（www.sensorway.cn）
