¿Cuáles son las ventajas o desventajas de un sensor CMOS retroiluminado?

El iPhone 4s usa un sensor CMOS retroiluminado, y he notado que algunas otras cámaras de apuntar y disparar también funcionan. ¿Qué significa eso para la fotografía, y si es un beneficio, por qué las cámaras DSLR no la usan?

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Normalmente, en la fabricación de un sensor de cámara, los "píxeles" fotosensibles se forman en la parte superior de una oblea de silicio, sobre la cual se agregan varias capas de circuitos para facilitar la lectura de los valores de los píxeles. Este circuito impide que parte de la luz incidente llegue a las áreas fotosensibles, lo que reduce la sensibilidad del sensor (lo que requiere más amplificación, lo que aumenta el ruido).

Los sensores BSI se crean de la misma manera, pero la oblea de silicio se voltea y se tritura para hacerla lo suficientemente delgada como para que la luz brille desde el otro lado. El circuito de lectura ya no se interpone y permite que el sensor capture hasta el doble de luz.

Hay problemas asociados con esta técnica: el montaje de los circuitos de esa manera aumenta la conversación cruzada, por lo que las señales en diferentes líneas interfieren entre sí; esto puede causar que los píxeles se filtren entre sí.

Los únicos sensores comerciales BSI hasta la fecha son unidades muy pequeñas, teléfonos celulares y tamaños compactos. Algunos consideran que la tecnología es una especie de truco de marketing, que en realidad no produce los beneficios reclamados. Esto se debe principalmente a:

• La eficiencia es más importante con sensores más pequeños, ya que sus píxeles más pequeños capturan menos luz para empezar.

• Las ganancias por mover el cableado a la parte posterior son aparentemente mayores cuando los tamaños de píxeles alcanzan alrededor de 1.1 micras (como el caso con el sensor de iPhone de 8MP). Para píxeles más grandes, las pérdidas debidas al cableado no son tan grandes (ya que hay más espacio para los cables).

• Tener la capa de metalización en el frente también causa efectos de difracción que son significativos ya que los píxeles son solo un par de veces la longitud de onda de la luz.

• Los procesos de fabricación son más difíciles, reducen el rendimiento y hacen que sea costoso ampliar el diseño.

• Los sensores BSI son mecánicamente mucho más débiles debido al adelgazamiento de la oblea, un sensor BSI grande sería muy propenso a romperse.

Los sensores CMOS permiten una operación mucho más rápida ya que pueden leerse extremadamente rápido.

La iluminación del lado posterior (BSI) significa que el circuito está en el lado opuesto frente a la luz entrante. Esto le permite capturar más luz en comparación con un diseño estándar.

Las DSLR usan CMOS debido a la velocidad , aunque se sabe que los CCD son de mayor calidad de imagen y se usan en cámaras y respaldos digitales de formato medio, aunque la velocidad de disparo a menudo se limita a 1/2 - 2 FPS, mientras que las DSLR pueden disparar a más de 10 FPS.

Las DSLR utilizan otro método para aumentar el factor de relleno y, en cambio, tienen una matriz de microlentes. Lo último es una matriz de microlentes sin espacios que reúne toda la luz entrante hacia las fotositas. Me imagino que podrían usar BSI en su lugar, pero a veces la matriz de microlentes se usa para corregir la caída de luz debido al ángulo de indicencia, algo con lo que BSI no ayuda.