1. Struktuurne erinevus kui kujunduse eeldus
FSI-andurite puhul peab langev valgus enne fotodioodini jõudmist läbima mitu metallist juhtmestiku kihti. See arhitektuur, kuigi ajalooliselt piisav, tekitab oma olemuselt optilist takistust, eriti pikslite suuruse vähenemise tõttu.
BSI-andurid pööravad ränisubstraadi ümber, paigutades metallühendused ümber fotodioodi tagaküljele. Selle tulemusel lubatakse footonitel jõuda valgustundlikku piirkonda{1}}vähemate kadudega.
See struktuurne ümberorienteerimine loob füüsilise aluse kahe arhitektuuri vahel täheldatud jõudluse erinevusele.
2. Fotonitõhusus ja madal-valgusjõudlus
Kuna FSI pikslid on osaliselt varjutatud esi{0}}külgmiste vooluringide tõttu, väheneb nende kvantefektiivsus madala valgustuse korral märgatavalt. Kui pikslite samm väheneb, muutub see piirang üha selgemaks, mistõttu on vaja tugevamat ISP{3}}taseme mürasummutust.
BSI arhitektuur seevastu parandab fotonite kogumise tõhusust disaini kaudu. Järelikult saab madalamal valgustustasemel säilitada kõrgemat signaali-/-müra suhet ja kujutise halvenemine toimub pigem viivitusega, kui seda algoritmilise sekkumise abil järsult kompenseerida.
Seega ei piirdu BSI eelis "heledamate piltidega", vaid laieneb ka neileprognoositavam signaali käitumine mitte-ideaalse valgustuse korral.
3. Mõju pikslite skaleerimisele ja optilisele disainile
Kuna pildisüsteemid liiguvad suurema eraldusvõime ja väiksema moodulipinna poole, muutub piksli suuruse vähendamine vältimatuks. Sellistes kontekstides puutub FSI arhitektuur kokku struktuurilise kitsaskohaga: vähenenud efektiivne valgustundlik ala ja suurenenud optiline läbirääkimine.
BSI leevendab seda piirangut. Metallist marsruutimist valgusteest lahti sidudes võimaldab see pikslite edasist miniaturiseerimist ilma tundlikkust proportsionaalselt ohverdamata.
See omadus laiendab otseselt optilise disaini paindlikkust, võimaldades väiksemaid avasid, laiemaid vaatevälju või õhemaid moodulipakke ilma katastroofilise pildikvaliteedi kadumiseta.
Kaameramooduli vaatenurgast tähendab seesuurem vabadus mehaanilisel ja optilisel{0}}disainimisel.
4. Tootmise keerukus ja kulud
Tuleb märkida, et BSI andurid toovad sisse täiendavaid tootmisetappe, sealhulgas vahvlite hõrenemist ja tagakülje töötlemist, mis suurendavad valmistamise keerukust ja kulusid.
FSI-andurid, mis saavad kasu küpsetest protsessidest ja suuremast saagisest, jäävad majanduslikult atraktiivseks rakendustes, kus valgustingimusi kontrollitakse ja äärmist miniatuursust ei nõuta.
Seetõttu ei tohiks FSI püsimist teatud turusegmentides tõlgendada kui tehnoloogilist stagnatsiooni, vaid pigem kuikonteksti-asjakohast tehnilist optimeerimist.
5. Süsteemi-tasandi tagajärjed kaameramoodulitele
Kaameramooduli tasemel hinnates:
- FSI anduridkipuvad adekvaatselt toimima
kulutundlikud, valgustus{1}}stabiilsed keskkonnad, kus süsteemi lihtsus ja tarneahela küpsus kaaluvad üles vajaduse vähese-valguse vastupidavuse järele.
- BSI anduridnäidata selgeid eeliseid
kompaktsed moodulid,{0}}lainurk-optika, vähese valgusega-stsenaariumid ja rakendused, mis nõuavad ühtlast pildikvaliteeti erinevates tingimustes.
Seetõttu ei seisne erinevus absoluutses paremuses, vaidarhitektuurne kooskõla süsteemi kavatsusega.
Järeldus
Üleminek FSI-lt BSI-le peegeldab pildisüsteemi filosoofia laiemat arengut{0}}algoritmide kaudu füüsiliste piirangute kompenseerimisest kuni nende piirangute leevendamiseni struktuuritasandil.
Kaameramoodulite disainerite ja süsteemiintegraatorite jaoks on selle arhitektuurilise erinevuse mõistmine hädavajalik. Anduri valimisel ei tohiks lähtuda ainult eraldusvõimest või genereerimisest, vaid sellest, kuidas valgustusarhitektuur suhtleb optika, mehaanika, Interneti-teenuse pakkuja ressursside ja rakenduskeskkondadega.
Selles mõttes ei ole BSI ja FSI konkureerivad märgised, vaidkaks vastust erinevatele ajaloolistele ja tehnilistele piirangutele.
