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索尼开发出背照射CMOS图像感光元件

发布: 2009-8-23 16:48 |  作者: admin 

  日本,东京——索尼公司今天宣布开发出一款背照射(back-illuminated)CMOS图像感光元件(像素尺寸:1.75μm正方形像素,500万有效像素,60帧/秒),它显著提高了成像特性,包括具有近两倍的灵敏度*¹和低噪点的特性。不同于传统上的基于前照射技术的CMOS图像感光元件,背照射结构技术通过照射硅基板的背部提升了成像性能。

  与同尺寸像素大小的索尼CMOS图像感光元件相比,这款新开发的CMOS图像感光元件实现了+8dB的信噪比(6dB灵敏度,-2dB噪点)。索尼将把背照射CMOS技术应用于消费级数码摄像机和数码相机上,为消费者带来更高质量的画质体验。

背照射结构CMOS图像感光元件像素横截面图

  通常,消费者会要求数码摄像机和数码相机具有捕捉拍摄对象每一个细节的能力,同时又希望机器能够小巧而方便携带。为了满足这些需求,图像感光元件的发展侧重于在保持成像能力前提下的像素尺寸小型化上。然而,除了这些要求外,最近几年消费者在提高最低光照度和快速图像捕捉方面的要求亦有所增加。所以,新型的图像感光元件需要具备出色的信噪比,以及其他能够全面提升画面质量的特性。

  索尼保持了其在CMOS图像感光元件上的优势,比如低功耗和高速运行能力,同时,重新设置了其像素结构,实现了从前部照明到后部照明的改变,进而成功开发出这款背照射CMOS图像感光元件(像素尺寸:1.75μm

正方形像素,500万有效像素,60帧/秒)。这个元件具有提高图像质量的关键性因素——更高的光灵敏度和更低的图像噪点。

  在传统的前照射结构中,构成传感器感光区域的金属线路和晶体管,被置于在硅基板表面,这就阻碍了片上透镜的采光进程。而且,这也成为像素尺寸小型化和扩大光学视角响应方面的一个重要难题。

  而最新的背照射结构,最小化了光学视角响应的灵敏度降低问题,同时通过把金属线路和晶体管移至硅基板的另一面,减少了对采光的阻碍,大大增加了进入每个像素的光量。

  然而,相比传统的前照射结构,背照射结构通常会引起诸如噪点、暗电流、像素缺失和色彩混杂等导致图像质量退化和信噪比降低的问题。

  为了克服这个问题,索尼最新研发了一个独特的图像二极管结构和为背照射结构而优化的片上透镜,与传统的前照射结构相比,通过减少噪点,暗电流和有缺陷的像素,实现了在无光情况下+6dB的更高灵敏度和-2dB的更低随机噪点。此外,索尼公司先进的技术,诸如高精度调准技术能解决任何色彩混杂的问题。

  索尼公司继续致力于推动CMOS图像感光元件的处理速度和图像质量,如“Exmor”传感芯片电路拥有独一的“平行列A/D转换技术”及双重降噪技术,另外,在影像专业领域,它积累了在CCD发展历程中的经验。随着这款全新的背照射结构的开发,索尼已经在CMOS图像感光元件领域,拥有了实现更高灵敏度和更低噪点的技术。此外,背照射结构通过在晶体管的结构内实现多层金属线路和更好的灵活性,扩大了部件在动态范围和速度方面的潜力。展望未来,索尼将把易用性,先进的图像质量和尖端的像素小型化技术结合起来,继续发展其在图像感光元件方面的研究。

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