背照堆栈式CMOS高级在哪？为何只用在R3等高端机子上，对画质更好、色彩更舒服？

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雾摄迷漓

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2023-06-08 11:51

背照堆栈式CMOS各厂家都只用在自己的高端机子上，佳能只用在R3上，R5都没份，是不是背照堆栈式CMOS的机子画质更好？色彩更爽？更润泽？免得凭啥R3比R5贵了那么多？不过我看了色友们R3拍出的片子的确看了更舒服些。

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2023-07-08 14:28

lizhuo_1918 发表于 2023-06-12 19:52
你没理解微透镜的作用，佳能有一个无间隙微透镜专利，目的就是通过透镜的聚焦（光线收缩），使光线全部照射在感光元件（不被线路遮挡）的有效面积上，好吧不在这讨论了，无效的争议太多。

您能理解有个概念叫满阱容量吗？您也说了有效面积，就说同尺寸同像素的BSI是不是有效面积比FSI大吧？

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tianman

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2023-06-16 13:49

lizhuo_1918 发表于 2023-06-16 13:32
嗯，还是你整的明白！

互相讨论，互相学习。。。

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2023-06-16 13:32

tianman 发表于 2023-06-16 12:26
背照采用两层基板结构是制作工艺所必须的。
因为，感光元件只能建立在在平面上，而导线和电路层并不是平面，所以无法在在此之上制作感光元件。
具体来说，背照制作工艺如下：
1 在基板上制作感光元件层
2 在此之上逐层进行光刻及沉积制作金属层
此时制作和前照...

嗯，还是你整的明白！

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2023-06-16 12:26

lizhuo_1918 发表于 2023-06-15 15:11
很多人对背照式结构有误解，以为就是把电路层移到了感光层下面，减少了遮挡，提高了受光量；
其实不是这样，“背照”这个词用的很恰当，它是把整个板子反过来，从背面照射光线，由于光线要穿过基板才能照射到PN结，所以必须把基板减薄，基板的不均匀、对光线的色散等等，都会影响信噪比，所以在像素面积足够大时，在光线充足时，背照式都会比前照式效果差一些。
但是在移动图像传感器上，单元面积大大减小，电路导线受工艺限制又不能跟着减小，所以受光面积成了提高画质的主要矛盾，才会大量采用背照式传感器，用牺牲一定画质（可以用智能图像处理弥补一些）来换取更大的有效感光面积。

背照采用两层基板结构是制作工艺所必须的。
因为，感光元件只能建立在在平面上，而导线和电路层并不是平面，所以无法在在此之上制作感光元件。

具体来说，背照制作工艺如下：
1 在基板上制作感光元件层
2 在此之上逐层进行光刻及沉积制作金属层
此时制作和前照工艺是一样的。
前照工艺下一步贴上滤色镜和微透镜就成功了，但是背照工艺还需要增加额外的操作：
3 在此之上再加上一层基板（这才是背照的真正基板）
4 将原来的基板尽量地磨到最薄以便透过光线
5 在磨过的基板上贴上滤色镜和微透镜，这一步也和前照工艺是相同的。

那个多余的基板显然是会影响透光的。但是由于实际厚度只有几个μm，实际影响甚至还低于微透镜和滤色镜。它们也同样经过磨削工艺的。对光线的色散主要源于微滤镜而不是基板。

因为工艺复杂，使得制作成本比较高，大尺寸的背照又进一步降低了成品率。
尽管如此，背照器件相比之下还是有比较明显的优势的，否则就没必要使用这么复杂的工艺了。。。

背照式传感器并不是仅仅用在手机和小底场合，背照式还在全幅中高端相机中被广泛应用。
比如尼康的D780、D850单反和Z系列无反、索尼的大部分全幅微单、富士的GFX100/100S等
索尼甚至还为它的旗舰机使用了堆栈式背照技术。

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2023-06-15 15:11

很多人对背照式结构有误解，以为就是把电路层移到了感光层下面，减少了遮挡，提高了受光量；
其实不是这样，“背照”这个词用的很恰当，它是把整个板子反过来，从背面照射光线，由于光线要穿过基板才能照射到PN结，所以必须把基板减薄，基板的不均匀、对光线的色散等等，都会影响信噪比，所以在像素面积足够大时，在光线充足时，背照式都会比前照式效果差一些。
但是在移动图像传感器上，单元面积大大减小，电路导线受工艺限制又不能跟着减小，所以受光面积成了提高画质的主要矛盾，才会大量采用背照式传感器，用牺牲一定画质（可以用智能图像处理弥补一些）来换取更大的有效感光面积。

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2023-06-14 23:37

对于前照式FSI与背照式BSI的效果差异B站上有个UP主坐过对比试验，对比索尼的A6400（FSI）与A7R4（BSI），A7R4采用APS-C模式，因为这两个相机的CMOS上的像素尺寸接近，A6400的略大7%，通过对比低感和高感，最后的结论是看不出有什么差别。
下面是知乎上一篇文章的部分截图，结论是分界面是2μm，而 APS-C 2400万的像素尺寸是15μ 全幅6100万的像素是 14μ ，所以上面的结论与下图的推论是一致的。

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2023-06-14 22:02

tianman 发表于 2023-06-14 21:13
确实，我说“每一个灯泡附近存在有7360行和4912列导线”并不对，其实是想当然。
应该是传感器总共需要7360行和4912列导线。
不过，每一个像素周围需要的也不只是2根导线，实际是三层共5根到6根导线。正如您前帖的图所表示的。
而导线对有效感光面...

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2023-06-14 21:13

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 20:26
每个灯泡附近只经过一根交叉的行线和列线，共两根。而不是“每一个灯泡附近存在有7360行和4912列导线”
想让某行、某列的灯泡亮，就在那行、那列的两根线上加电源就行了。

确实，我说“每一个灯泡附近存在有7360行和4912列导线”并不对，其实是想当然。
应该是传感器总共需要7360行和4912列导线。

不过，每一个像素周围需要的也不只是2根导线，实际是三层共5根到6根导线。正如您前帖的图所表示的。
而导线对有效感光面积的影响也是图上所表达的。

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2023-06-14 20:36

tianman 发表于 2023-06-14 20:19
如果不能公开讨论，就没必要了。。。
这个非常简单的基础问题，居然要如此费力的讨论，还真的没想到。
其实，只要看看设计背照结果的原因，就知道导线的影响究竟有多大。
当然毫无疑问，设计背照结构的技术专家都不懂“数字电路的原理（总线、寻址、逻辑空）”。

好了，还是你自己研究研究7000多根导线是怎么从一个像素旁边经过的吧，我不讨论了。

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2023-06-14 20:26

tianman 发表于 2023-06-14 19:45
没有人认为需要101根线才行。
我的错处已经做了说明，并给出过一个4单元阵列的计算结果
20根线控制100只灯泡是通过控制电路实现的。
但是，要控制4千万灯泡的话则需要有7360行和4912列导线。
如果在阵列的左边和下边设置控制电路，这个灯泡阵列的...

每个灯泡附近只经过一根交叉的行线和列线，共两根。而不是“每一个灯泡附近存在有7360行和4912列导线”
想让某行、某列的灯泡亮，就在那行、那列的两根线上加电源就行了。
lizhuo_1918 编辑于 2023-06-14 20:30

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2023-06-14 20:19

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 20:03
你还是没懂，想研究加我微信吧，不然不用讨论了。

如果不能公开讨论，就没必要了。。。

这个非常简单的基础问题，居然要如此费力的讨论，还真的没想到。

其实，只要看看设计背照结果的原因，就知道导线的影响究竟有多大。
当然毫无疑问，设计背照结构的技术专家都不懂“数字电路的原理（总线、寻址、逻辑空）”。

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2023-06-14 20:03

tianman 发表于 2023-06-14 19:45
没有人认为需要101根线才行。
我的错处已经做了说明，并给出过一个4单元阵列的计算结果
20根线控制100只灯泡是通过控制电路实现的。
但是，要控制4千万灯泡的话则需要有7360行和4912列导线。
如果在阵列的左边和下边设置控制电路，这个灯泡阵列的...

你还是没懂，想研究加我微信吧，不然不用讨论了。
lizhuo_1918 编辑于 2023-06-14 20:04

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2023-06-14 20:01

skxinxinyl 发表于 2023-06-14 18:26
一个按键组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪来得地址线数据线寻址电路自己不懂就别来献丑

不要想当然

一个按键组成的物理阵列，就是m行和n的导线汇集到控制电路的。
地址线数据线寻址电路都是通过控制电路来执行的。
按键和导线都是被编码、被控制的对象，通过地址可以控制它们。
如果没有控制电路，就谈不上“地址线数据线”。。。

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2023-06-14 19:45

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 19:21
没有学过、或没有学好逻辑电路的人，绝对想不到是怎样通过20根线控制100只灯泡，随意让哪只或那几只亮就那几只亮的！肯定会认为需要101根线才行。

没有人认为需要101根线才行。
我的错处已经做了说明，并给出过一个4单元阵列的计算结果

20根线控制100只灯泡是通过控制电路实现的。
但是，要控制4千万灯泡的话则需要有7360行和4912列导线。
如果在阵列的左边和下边设置控制电路，这个灯泡阵列的每一个灯泡附近存在有7360行和4912列导线。
即使四周都安排了控制电路，也需要一半数量的导线。

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2023-06-14 19:22

tianman 发表于 2023-06-14 19:18
抱歉，是我打错了
请看前贴

没关系，不讨论了。

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lizhuo_1918

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2023-06-14 19:21

没有学过、或没有学好逻辑电路的人，绝对想不到是怎样通过20根线控制100只灯泡，随意让哪只或那几只亮就那几只亮的！肯定会认为需要101根线才行。

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2023-06-14 19:18

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 19:10
这谁说的？
“需要7360x4912根导线”，不说了，爱多少根多少根吧，咱们也看不见。

抱歉，是我打错了
请看前贴

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2023-06-14 19:10

tianman 发表于 2023-06-14 18:57
我何时说过“是行x列！”的？请指出来。。。。
再说一遍，7360×4912像素组成CMOD阵列，需要7360×4912根导线，才能通过周边的电路来共享。
每个像素附近要经过的导线有7360行和4912列。而不是“每个像素旁边也没有几根线”
至于寻址和...

这谁说的？

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“需要7360x4912根导线”，不说了，爱多少根多少根吧，咱们也看不见。
lizhuo_1918 编辑于 2023-06-14 19:13

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2023-06-14 18:57

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 18:39
兄弟，是用加法，行+列，不是行x列！
我是从16位地址总线、8位数据总线开始研究计算机的，16位地址总线可以寻址64k内存，所有内存单元的数据口都是并联在数据总线上的，想向哪个内存读取或写入数据，先要向地址译码器发出一个地址，译码器把...

抱歉，才发现是我打错了，因为复制粘贴造成的。

不过看看我前面的帖子和对图的解释，我并不是相乘的意思。

tianman 发表于 2023-06-14 18:18
这个图还不清楚吗？
一个4X4像素的阵列就需要8根导线
那么，7360×4912像素组成的阵列，内部需要多少导线？
至于说选址，那是由阵列左边和下边的Decode线路来完成的，在这个阵列的周边。所以导线无法减少。

tianman 编辑于 2023-06-14 19:03

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2023-06-14 18:57

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 18:39
兄弟，是用加法，行+列，不是行x列！
我是从16位地址总线、8位数据总线开始研究计算机的，16位地址总线可以寻址64k内存，所有内存单元的数据口都是并联在数据总线上的，想向哪个内存读取或写入数据，先要向地址译码器发出一个地址，译码器把...

我何时说过“是行x列！”的？请指出来。。。。

再说一遍，7360×4912像素组成CMOD阵列，需要7360×4912根导线，才能通过周边的电路来共享。
每个像素附近要经过的导线有7360行和4912列。而不是“每个像素旁边也没有几根线”

至于寻址和总线，都是电路部分的事情，和CMOD阵列本身并不相关。

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2023-06-14 18:50

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 18:25
地址线是每行一根，每列一根啊，同行、同列像素是共用的呀，不是每个像素一根啊！
当然还有数据线、控制线、复位线等等，它们都是共用的，加在一起每个像素旁边也没有几根线。
如果只算地址线的话就是7360+4912=12272根，不是你想象的7360x491...

每一行导线都要通过这一列的所有像素。同样，每一列导线都要通过这一行的所有像素。

我并没有说过需要7360X4912根线。如果我说过，请引出来给大家看看。

至于数据线、控制线、复位线等等都在周边的电路之后，不在感光阵列内部。

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2023-06-14 18:39

tianman 发表于 2023-06-14 18:37
你看到那个灰色区域了吗？
那就类似于像素陈列。这个阵列就是通过灰色区域引出的细黑线到三边电路的。每一行和每一列都需要一根导线。
那么，7360×4912像素组成的阵列，需要7360×4912根导线，才能通过周边的电路来共享。

兄弟，是用加法，行+列，不是行x列！
我是从16位地址总线、8位数据总线开始研究计算机的，16位地址总线可以寻址64k内存，所有内存单元的数据口都是并联在数据总线上的，想向哪个内存读取或写入数据，先要向地址译码器发出一个地址，译码器把这个地址转换成具体的“行”和“列”，这时只有那行、列的存储单元选通，可以进行数据读、写操作。
太专业了吧！
lizhuo_1918 编辑于 2023-06-14 18:49

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2023-06-14 18:37

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 18:20
看看这个，内存单元的信息是怎么读出、写入的，数据总线是怎么共享的，不是每个单元引一条线出去的，图像传感器也是用相同的原理，只不过数据线上走的是没有经过ADC处理的模拟量，不过现在也有行ADC了。

你看到那个灰色区域了吗？
那就类似于像素陈列。这个阵列就是通过灰色区域引出的细黑线到三边电路的。每一行和每一列都需要一根导线。
那么，7360×4912像素组成的阵列，需要7360×4912根导线，才能通过周边的电路来共享。

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2023-06-14 18:35

skxinxinyl 发表于 2023-06-14 18:26
一个按键组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪来得地址线数据线寻址电路自己不懂就别来献丑

对，12个按键的键盘只用7根线（加一根公共线9根）就够了。你觉得我还有必要科普吗？

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2023-06-14 18:26

tianman 发表于 2023-06-14 17:51
一个CMOS组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪儿来的地址线数据线寻址电路？...

一个按键组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪来得地址线数据线寻址电路自己不懂就别来献丑
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2023-06-14 18:25

lizhuo_1918 发表于 2023-06-14 18:11
哈哈😊，其实每个像素旁边没有几根线。

每个像素本身是不需要很多线，但是每个像素所在位置都需要经过这一列或这一行的导线。

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2023-06-14 18:25

tianman 发表于 2023-06-14 18:18
这个图还不清楚吗？
一个4X4像素的阵列就需要8根导线
那么，7360×4912像素组成的阵列，内部需要多少导线？

地址线是每行一根，每列一根啊，同行、同列像素是共用的呀，不是每个像素一根啊！
当然还有数据线、控制线、复位线等等，它们都是共用的，加在一起每个像素旁边也没有几根线。
如果只算地址线的话就是7360+4912=12272根，不是你想象的7360x4912=3600万（每个像素一根）根线啊。
所以我说你看不懂这个图吗。
lizhuo_1918 编辑于 2023-06-14 18:32

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2023-06-14 18:20

tianman 发表于 2023-06-14 17:51
一个CMOS组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪儿来的地址线数据线寻址电路？

看看这个，内存单元的信息是怎么读出、写入的，数据总线是怎么共享的，不是每个单元引一条线出去的，图像传感器也是用相同的原理，只不过数据线上走的是没有经过ADC处理的模拟量，不过现在也有行ADC了。

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2023-06-14 18:19

tianman 发表于 2023-06-14 17:51
一个CMOS组成的物理阵列，在没有经过电路处理之前，哪儿来的地址线数据线寻址电路？...

好吧在你眼中1+1=3 没必要跟你说太多

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