BSI背照式技术引入高速摄影应用的优势

Phantom 高速相机新的高速图像传感器采用背面照明(BSI),比CMOS成像传感器更有效地捕获光。到目前为止,高速摄像机中使用的 CMOS 传感器都基于正面照明 (FSI) 体系结构,其中像素光电二极管上方的传感器金属电路面向光源。这种金属电路可防止某些入射光到达像素点,从而影响填充系数并降低传感器的感光度。

BSI 传感器在设计上采用较厚的载体晶圆,并将其安装在金属叠层的顶部。这种设计可以使体硅变薄并翻转,从而使二极管面对光源,而金属表面在其背后。

BSI 传感器在高速下有两个显著的优势:

改善填充系数:捕获入射光的有效性即传感器的填充系数,或指能够捕获光子的像素表面积百分比)。由于金属电路会阻挡或反射某些光线,因此用于高速成像的传统FSI 传感器的填充系数将介于 50 60 之间,并由当前使用的传统 FSI 传感器中的微透镜进行部分补偿。通过移开电路,我们新型 BSI 传感器的填充系数接近100%。

提高了处理速度:像素阵列的基本速度受阻容电路 (RC)的时间常数限制,增加金属会降低电阻,从而提高速度。在 FSI 传感器中,传感器正面的金属限制了光线到达光电二极管。该限制导致了处理速度瓶颈。随着帧速率的增加和分辨率的降低,由于瓶颈限制,摄像机将无法产生最大的 Gpx/sec 吞吐量。而 BSI 传感器没有此限制,可以显著增加金属电路,从而大大减少甚至消除这一瓶颈。

这种能力允许BSI传感器即使在非常高的帧率/低分辨率组合下,也能保持其最大Gpx/秒吞吐量。

要了解更多关于BSI传感器如何改变高速成像,请阅读我们的白皮书www.phantomhighspeed.com/BSI。你也可以在www.phantomhighspeed.com/tmx上浏览TMX高速摄像机页面,获得关于这个具有突破性技术科研工具的技术信息。