这里先介绍一下像素的结构,像素的结构大概有这么几层:1、光电二极管:光电二极管作用就是实现光电转换,这也是图像传感器工作的核心,光电二极管一般是做在硅衬底上,它的基本原理就是通过光子激发,使硅中的电子产生跃迁,形成光电转换,简单来说就是光线中的光子把能量传递给硅中的电子,产生电信号;2、金属连线层:金属连线层的作用就是传输电信号,通过金属连线层可以实现晶体管的开关控制电流,以及把光电转换形成的电信号传输出去,*终形成电子图像;3、滤光器:滤光器的作用是把光线过滤成单色光,因为我们知道光的三基色是红绿蓝,通过这三种颜色可以组合成各种颜色,那么滤光器的作用就是把光线拆分成三基色,把一束光拆成三基色再进行光电转换在实际过程中难以实现,因为光线实际上是400nm~700nm的连续电磁波段,在一个像素过滤一种颜色的光要容易的多,通过滤光器,一个像素只吸收一种颜色的光,通过一红一蓝二绿的像素单元根据每个像素单色光的信号强弱合成对应的颜色;大概的意思就像下图一样;4、微透镜:微透镜的作用和单反相机的镜头作用是一样的,都是用来汇聚光线。
下面我们再聊回到前照式和背照式的区别,在像素中,光线大概的历程就是通过微透镜和滤光器*终到达光电二极管实现光电转换,那么金属连线层在光线传播路径中的位置就是前照式和背照式的区别了,所谓前照式,就是在光线的行进路线中,金属连线层在光电二极管的前面,光线需要先经过金属连线层才能到达光电二极管,这种图像传感器的缺点显而易见,因为光线在经过金属连线层的时侯因为金属的阻挡,不可避免的会有损失,这样就造成参与光电转换的光线减少,导致光电信号减弱。背照式就规避了这个缺点,把金属连线层放在光电二极管之后,光线不需要经过金属连线层就到达光电二极管,避免了光线因为金属连线造成的损失。