在如今微单相机大行其道的时代,索尼作为最早的全画幅微单厂家,也成为其最大受益者,赚的盆满钵满不说,其黑科技也是层出不穷。什么“背照式传感器”“堆栈式传感器”等等的技术在相机上都有应用,也是让人眼花缭乱。最近也是有很多同学都在问它们之间的区别,既然如此今天咱们就聊聊这些传感器技术到底厉害在哪,区别有哪些,以及在相机上的应用到底有多大的效果。摄影知识 聊聊索尼的传感器到底牛X在哪-调色库

首先为了让大家明白,咱们要先说说传统传感器,也就是前照式传感器

这种传感器CMOS是一个多层结构即传统FSI结构。自上至下依次为微透镜(Micro-lens)、彩色滤光镜(Color Filter)、电路层(Wiring Layers)和光电二极管(Photodiodes)。这种结构的特点就是当光线射入像素,经过了片上透镜和彩色滤光片后,先通过金属排线层,最后光线才被光电二极管接收。

这就会存在一个问题,就是金属连接层会形成一个坑,从而限制了入光角度,它像一口井,而受光面在井底,因此这个结构被俗称为了“像素井”。井越深,井底的光线就越少,因为斜射的光线难以照射到井底,因此位于井底的受光面受光效率是不高的。

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那么相对应的解决方法有很多,最常见的就是改良微透镜,让光线均匀的折射到井底,但是这种折射的效果毕竟达不到完美。所以这个时候背照式传感器就出现了,就是所谓的BSI结构。

其实结构简单说起来很好理解。就是把前照式传感器中的金属排线层和光电二极管的位置调换了一下,自上至下依次为微透镜(Micro-lens)、彩色滤光镜(Color Filter)、光电二极管(Photodiodes)和电路层(Wiring Layers)。

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这样一来,井消失了,或者说最起码井变浅了,光线几乎没有阻挡和干扰地就下到光电二极管,而且可以接受更大角度的入射光,受光效率获得了质的飞跃,光线利用率极高。

这种设计理论上可以显著的提高成像质量,而在实际的应用中,优点主要在两个方面:

1.光电二极管可以接收到更多光线,能很大程度提高高感能力

2.有助于提高拍摄速度,实现超高速连拍、超高清短片拍摄等功能。

包括索尼的A7R3都是使用的背照式传感器,说道此处我特别想用少林足球里周星驰唱《少林功夫好》的旋律来歌颂下“索尼大法好呀~~真是好嘢~~~”

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当然最近因为索尼A92的热度关系,之前的A9也被搬出来再次封神,大家最多提的就是A9是堆栈式传感器,那么相比于背照式传感器堆栈式传感器又是啥呢?

堆栈式传感器最初是索尼在其移动终端使用的,说白了就是手机摄像头。其实背照式和堆栈式传感器都是由索尼推出的,背照式的品牌名称叫“Exmor R ”,堆栈式的品牌名称是“Exmor RS”,从名字就可以看出,堆栈式传感器是背照式的一个升级版本。

在前面介绍背照式传感器的时候就说到了感光单元的基板上不全是受光区,还有相当大的面积是电路板。那么大家想想如果移除电路板,受光区就可以更大对不对?

于是新的设计就将电路板放到受光区下面,也就是将原来传感器里的信号处理电路放到了原来的基板上,这样在传感器芯片上重叠形成背照式传感器的像素部分,因为其堆叠的结构,这种设计,被称为堆叠式传感器也叫堆栈式传感器。

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从结构上说,堆栈式算是属于背照式的一种,而这种结构的设计有很多好处,例如:

1.它增加了,每个单元的受光面积,受光面积大,受光多,光信号也强,理论对画质有很高的提升。

2.这种设计也可以应用在提高像素方面,因为即使小感光单元,受光面积依然可以保持不变,这就意味着在画质不下降的基础上,同样大的画幅上,可以得到更高的像素密度和总像素数量。

3.因为结构的改变,可以在原先传感器R(红),G(绿),B(蓝)三原色像素点的基础上,再加入W(白)像素点来提升传感器的画质、感光能力、弱光拍摄性能等。

说到这里你可能会感叹一句“卧槽、无情”,索尼拥有这样的传感器技术,那其他家相机不能买了呀。

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其实不然,这种传感器的升级效果其实与像素密度有很大的关系,像素密度越高,结构改进的效果就越突出,反之亦然。为什么呢?我举个例子,像手机传感器感光单元非常小,它的像素井,井口狭窄,它的基板上的受光区占比小,因此通过这些结构改造,可以获得立竿见影的效果。

同样情况放在相机上,特别是全画幅相机上,有比较大的传感器,如果再是个像素不高的相机,那么感光单元面积就会比较大,像素井问题、受光区占比的问题都变得不那么突出了,因此并无法获得像小型传感器那么显著的效果,同样的情况下,提高制造工艺等其他方法,带来的效果可能会更明显。

这也是某个有自主传感器的相机厂家一直的策略。“任你有不断出新的千般技术,我自有效果差不多的低像素”。

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不管怎么样,目前我们能看到技术的进步,这也是我们对未来相机发展的期望,我们还能做的什么呢?多搬砖、多攒钱吧,以后哪家好就买买买。

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