1. Rakenteellinen ero suunnittelun lähtökohtana
FSI-antureissa tulevan valon täytyy kulkea useiden metallijohtokerrosten läpi ennen kuin se saavuttaa valodiodin. Vaikka tämä arkkitehtuuri on historiallisesti riittävä, se aiheuttaa luonnostaan optista estettä, varsinkin kun pikselien koko pienenee.
BSI-anturit kääntävät piisubstraatin ja siirtävät metalliset liitännät valodiodin takaosaan. Tämän seurauksena fotonit pääsevät{1}}valoherkälle alueelle pienemmillä häviöillä.
Tämä rakenteellinen uudelleensuuntaus muodostaa fyysisen perustan näiden kahden arkkitehtuurin välisille suorituskyvyn eroille.
2. Fotonitehokkuus ja alhainen-valoteho
Koska FSI-pikseleitä varjostavat osittain etupuolen{0}}piirit, niiden kvanttitehokkuus heikkenee huomattavasti alhaisessa-valaistusolosuhteissa. Kun pikselien tiheys pienenee, tämä rajoitus tulee yhä selvemmäksi, mikä edellyttää vahvempaa ISP{3}}tason kohinan vaimennusta.
BSI-arkkitehtuuri sitä vastoin parantaa fotonien keräämisen tehokkuutta suunnittelulla. Tämän seurauksena korkeammat signaali-/-kohinasuhteet voidaan ylläpitää alhaisemmilla valaistustasoilla, ja kuvan heikkeneminen viivästyy eikä kompensoitu äkillisesti algoritmisella toimenpiteellä.
Siten BSI:n etu ei rajoitu "kirkkaampiin kuviin", vaan ulottuu niihinennakoitavampi signaalin käyttäytyminen ei--ihanteellisessa valaistuksessa.
3. Vaikutus pikselien skaalaukseen ja optiseen suunnitteluun
Kun kuvantamisjärjestelmät pyrkivät kohti korkeampaa resoluutiota ja pienempiä moduulien jalanjälkiä, pikselikoon pienentämisestä tulee väistämätöntä. Tällaisissa yhteyksissä FSI-arkkitehtuuri kohtaa rakenteellisen pullonkaulan: pienentynyt tehollinen valoherkkä alue ja lisääntynyt optinen ylikuuluminen.
BSI lieventää tätä rajoitusta. Irrottamalla metallin reitityksen valoreitistä, se mahdollistaa pikselien lisäämisen pienentämättä suhteellisesti herkkyyttä.
Tämä ominaisuus laajentaa suoraan optisen suunnittelun joustavuutta mahdollistaen pienemmät aukot, laajemmat näkökentät tai ohuemmat moduulipinot ilman katastrofaalista kuvanlaadun heikkenemistä.
Kameramoduulin näkökulmasta tämä tarkoittaaenemmän vapautta mekaanisessa ja optisessa yhteissuunnittelussa{0}}.
4. Valmistuksen monimutkaisuus ja kustannusnäkökohdat
On huomattava, että BSI-anturit ottavat käyttöön lisävalmistusvaiheita, kuten kiekkojen ohentamisen ja taustapuolen käsittelyn, mikä lisää valmistuksen monimutkaisuutta ja kustannuksia.
FSI-anturit, jotka hyötyvät kypsistä prosesseista ja korkeammista tuotoista, pysyvät taloudellisesti houkuttelevina sovelluksissa, joissa valaistusolosuhteet ovat hallittuja eikä äärimmäistä miniatyrisointia tarvita.
Siksi FSI:n pysymistä tietyillä markkinasegmenteillä ei pitäisi tulkita tekniseksi pysähtyneeksi, vaan pikemminkinkontekstin-asianmukainen suunnitteluoptimointi.
5. Järjestelmä-kameramoduulien vaikutukset
Kameramoduulitasolla arvioituna:
- FSI anturityleensä suoriutua riittävästi
hinta
- BSI-anturitosoittaa selkeitä etuja
kompaktit moduulit, laajakulma{0}}optiikka, heikossa-valaistustilanteet ja sovellukset, jotka vaativat tasaista kuvanlaatua vaihtelevissa olosuhteissa.
Ero ei siis ole absoluuttinen ylivoima, vaanarkkitehtoninen linjaus järjestelmän tarkoituksen kanssa.
Johtopäätös
Siirtyminen FSI:stä BSI:hen kuvastaa laajempaa kehitystä kuvantamisjärjestelmän filosofiassa -fyysisten rajoitusten kompensoimisesta algoritmien avulla näiden rajoitusten lieventämiseen rakenteellisella tasolla.
Kameramoduulien suunnittelijoille ja järjestelmäintegraattoreille on tärkeää ymmärtää tämä arkkitehtoninen ero. Anturin valintaa ei tulisi ohjata pelkästään resoluution tai sukupolven perusteella, vaan sen mukaan, miten valaistusarkkitehtuuri on vuorovaikutuksessa optiikan, mekaniikan, ISP-resurssien ja sovellusympäristöjen kanssa.
Tässä mielessä BSI ja FSI eivät ole kilpailevia tuotemerkkejä, vaankaksi vastausta erilaisiin historiallisiin ja teknisiin rajoituksiin.
