1. Strukturālā atšķirība kā dizaina priekšnoteikums
FSI sensoros krītošajai gaismai ir jāiziet cauri vairākiem metāla vadu slāņiem, pirms tā sasniedz fotodiodi. Šī arhitektūra, lai arī vēsturiski ir pietiekama, pēc būtības rada optiskus šķēršļus, jo īpaši pikseļu izmēram samazinoties.
BSI sensori apgriež silīcija substrātu, pārvietojot metāla savienojumus fotodiodes aizmugurē. Rezultātā fotoniem ir atļauts sasniegt gaismas{1}}jutīgo reģionu ar mazākiem zudumiem.
Šī strukturālā pārorientācija izveido fizisko pamatu veiktspējas atšķirībām, kas novērotas starp abām arhitektūrām.
2. Fotonu efektivitāte un zema-gaismas veiktspēja
Tā kā FSI pikseļus daļēji aizēno priekšpuses{0}}shēmas, to kvantu efektivitāte ievērojami pasliktinās zema apgaismojuma apstākļos. Samazinoties pikseļu augstumam, šis ierobežojums kļūst arvien izteiktāks, tādēļ ir nepieciešams spēcīgāk ISP{3}}līmeņa trokšņu slāpēšana.
Savukārt BSI arhitektūra uzlabo fotonu savākšanas efektivitāti pēc konstrukcijas. Līdz ar to zemāka apgaismojuma līmeņos var uzturēt augstāku signāla-pret{2}}trokšņu attiecību, un attēla pasliktināšanās tiek aizkavēta, nevis pēkšņi kompensēta ar algoritmiskas iejaukšanās palīdzību.
Tādējādi BSI priekšrocības neaprobežojas tikai ar "spilgtākiem attēliem", bet attiecas arī uzparedzamāka signāla darbība ne-ideālā apgaismojumā.
3. Ietekme uz pikseļu mērogošanu un optisko dizainu
Tā kā attēlveidošanas sistēmām ir tendence uz augstāku izšķirtspēju un mazākiem moduļu nospiedumiem, pikseļu izmēra samazināšana kļūst neizbēgama. Šādos kontekstos FSI arhitektūra saskaras ar strukturālu vājo vietu: samazinātu efektīvo gaismjutīgo apgabalu un palielinātu optisko šķērsrunu.
BSI atvieglo šo ierobežojumu. Atvienojot metāla maršrutēšanu no gaismas ceļa, tas nodrošina turpmāku pikseļu miniaturizāciju, proporcionāli nezaudējot jutību.
Šis raksturlielums tieši paplašina optiskā dizaina elastību, ļaujot izmantot mazākas apertūras, plašākus redzes laukus vai plānākus moduļu kopumus bez katastrofāla attēla kvalitātes zuduma.
No kameras moduļa viedokļa tas nozīmēlielāka brīvība mehāniskajā un optiskajā kop{0}}dizainā.
4. Ražošanas sarežģītības un izmaksu apsvērumi
Jāatzīmē, ka BSI sensori ievieš papildu ražošanas posmus, tostarp vafeļu retināšanu un aizmugures apstrādi, kas palielina ražošanas sarežģītību un izmaksas.
FSI sensori, kas gūst labumu no nobriedušiem procesiem un augstākas ražas, joprojām ir ekonomiski pievilcīgi lietojumiem, kur tiek kontrolēti apgaismojuma apstākļi un nav nepieciešama ārkārtēja miniaturizācija.
Tāpēc FSI noturība atsevišķos tirgus segmentos nav jāinterpretē kā tehnoloģiska stagnācija, bet gan kākontekstam{0}}atbilstoša inženiertehniskā optimizācija.
5. Sistēmas-līmeņa ietekme uz kameras moduļiem
Novērtējot kameras moduļa līmenī:
- FSI sensorimēdz adekvāti darboties
izmaksu-jutīgas, apgaismojuma-stabilas vides, kur sistēmas vienkāršība un piegādes ķēdes briedums atsver vajadzību pēc zemas-gaismas noturības.
- BSI sensoridemonstrē skaidras priekšrocības
kompakti moduļi,{0}}platleņķa optika, vāja-apgaismojuma scenāriji un lietojumprogrammas, kurām nepieciešama nemainīga attēla kvalitāte dažādos apstākļos.
Tāpēc atšķirība nav absolūts pārākums, bet ganarhitektoniskā saskaņošana ar sistēmas nolūku.
Secinājums
Pāreja no FSI uz BSI atspoguļo plašāku attīstību attēlveidošanas sistēmas filozofijā{0}}no fizisko ierobežojumu kompensēšanas, izmantojot algoritmus, līdz šo ierobežojumu mazināšanai strukturālā līmenī.
Kameras moduļu dizaineriem un sistēmu integratoriem ir svarīgi saprast šīs arhitektūras atšķirības. Sensoru izvēli nevajadzētu vadīt tikai pēc izšķirtspējas vai ģenerēšanas, bet gan pēc apgaismojuma arhitektūras mijiedarbības ar optiku, mehāniku, ISP resursiem un lietojumprogrammu vidi.
Šajā ziņā BSI un FSI nav konkurējošas etiķetes, bet gandivas atbildes uz dažādiem vēsturiskiem un inženiertehniskiem ierobežojumiem.
