CMOS 센서 종류, 이면조사 센서 (BSI 센서) 장점

카메라에 사용되는 CMOS 센서는 대략 다음과 같다.

1. 일반 CMOS,
2. BSI(Backside Illuminated CMOS,
3. 적층형(Stacked) CMOS
 

 
 
카메라에는 다음과 같이 사용되고 있다.
CMOS : A7, A7s, 1Dx mark2, R5, R6, R8, D610, D500, Z50, Z5
BSI CMOS : A7R2, A74, A7R4, Zf, Z6, FP
적층형 CMOS : A9, A9II, A9III, A1, R3, Z8, Z9


FSI vs BSI vs Stacked BSI 센서 비교

1. FSI 센서에서 빛은 여러 층, 즉 온칩 마이크로렌즈, 컬러필터, 금속 배선 회로의 틈새, 수광면, 그리고 포토다이오드 기판을 통과한다.
빛이 포착되기 전에 너무 많은 층을 통과해야 하기 때문에 광 손실이 크게 발생하며, 실제로 어떤 빛은 금속 배선에서 튕겨 나와 화질이 저하된다.

2. BSI 센서는 Photodiode는 Metal wiring 앞쪽으로 배치되고 전기 신호로 변환하는 것과 관련된 모든 금속 배선 회로는 카메라 센서의 뒷면에 배치 된다.
그래서 빛은 온칩 마이크로 렌즈, 컬러 필터, 수광 표면을 거쳐 빛을 포착하는 포토다이오드 기판으로 직접 전달된다.
BSI 센서는 빛을 포착하는 양을 많게는 100%까지 증가시키는 반면, FSI 센서는 빛의 30~80% 정도를 포착하는 경우가 많다.
BSI 센서는 렌즈에 들어갈 때 어떤 각도에서 오든 쉽게 빛을 포착하고 기록할 수 있다.

-> FSI에 비햐여 더 많은 빛이 포착됨
-> 라인 단위의 읽기 속도는 더 빨라진다. 신호 속도와 영상 기록도 빨라짐.
(빠른 AF, 향상된 버스트 촬영 속도를 갖음)
-> 저조도 이미징이 향상, 노이즈 감소 (노이즈 측면 FSI CMOS에 비해 한스톱 정도) 된다.
 

FSI와 BSI

 
3. 적층형 CMOS칩은 센서 뒷면에 이미지 신호 프로세서와 초고속 DRAM 메모리를 동일한 실리콘에 적층함.
-> 읽기 속도를 더욱 빠르게 만든다.
-> 적층형이 초점 속도가 빠름
-> 고속 처리에 의한 발열로 화질은 다소 저하됨.


사진에 미치는 영향
1. mage Quality : BSI CMOS > 적층형 BSI CMOS >= FSI CMOS
2. 초점 속도 및 정확도 : 적층형 BSI CMOS > BSI CMOS = CMOS