Exmor R CMOS

索尼背照式CMOS的商标

索尼背照式CMOS的商标，即一代背照式，二代为Exmor RS CMOS。背照式CMOS的英文简称叫BSI。

简介

Exmor R CMOS背面照明技术感光元件，改善了传统CMOS感光元件的感光度。Exmor R CMOS采用了和普通方法相反、向没有布线层的一面照射光线的背面照射技术，由于不受金属线路和晶体管的阻碍，开口率（光电转换部分在一个像素中所占的面积比例）可提高至近100%。与其以往1.75μm间隔的表面照射产品相比，背面照射产品在灵敏度（S/N）上具有很大优势。

创新

索尼Cyber-shot新品——WX1和TX1，首次在数码相机领域采用了一种全新的Exmor R CMOS传感器。这种Exmor R CMOS传感器的感光能力是过去同尺寸传感器的两倍，因此在光线不足的环境下拍摄，能够大幅降低噪点，获得更清晰的图像。而在此后的实际测试中也表明，这两款Cyber-shot数码相机不仅提供了最高ISO 3200的高感光度，并且噪点抑制能力相当优秀。同时，这两款数码相机还提供了手持夜景拍摄、全景扫描等一系列先进功能也是对新一代影像传感器的技术延伸。

优势

传统的CMOS传感器每个像素点都要搭配一个对应的A/D转换器以及对应的放大电路，因此，这部分电路会占用更多的像素面积，直接导致光电二极管实际感光的面积变小，感光能力变弱。CCD的单个像素点不需要A/D转换器和放大电路，光电二极管能获得更大的实际感光面积，开口率更大，因此在小尺寸影像传感器领域，目前CCD仍占据一定优势，而在大尺寸影像传感器领域，由于单个像素点的面积大，A/D转换器和放大电路占用的面积只是整个像素的很小一部分，影响不大，因此CMOS传感器也得到了广泛的应用。

而Exmor R CMOS将光电二极管“放置”在了影像传感器芯片的最上层，把A/D转换器及放大电路挪到了影像传感器芯片的“背面”，而不是像传统CMOS传感器一样，A/D转换器和放大电路位于光电二极管的上层，“挡住了”一部分光线。这样一来，通过微透镜和色彩滤镜进来的光线就可以最大限度地被光电二极管利用，开口率得以大幅度提高，即便是小尺寸的影像传感器，也能获得优良的高感光度能力。

相比较之下，传统的表面照射型CMOS传感器的光电二极管位于整个芯片的最下层，而A/D转换器和放大电路位于光电二极管上层，因此光电二极管离透镜的距离更远，光线更容易损失。同时，这些线路连接层还会阻塞从色彩滤镜到达光电二极管的光路，因此直接导致实际能够感光更少。而Exmor R背照式CMOS传感器解决了这样的问题。

表现

和传统的表面照射型传感器相比，Exmor R CMOS的灵敏度提高到了2倍，也就是说它对光线的利用效率是原来的2倍，这意味着+6dB灵敏度的提升；同时，Exmor R CMOS传感器自身的噪声也很低，即使是在全黑环境下，该传感器的噪声抑制水平也比传统表面照射型更好，其噪声比过去的产品要低2dB。所以总的来看，“背面照射技术”使图像信噪比提升8dB。

应用

在2009年春季Exmor R CMOS已经首先在索尼的数码摄像机上使用（XR520），但是使用在对于画质要求更高的Cyber-shot DSC-WX1/WX5/WX7/WX9/WX10/WX100/TX1/TX5/TX7/TX9/TX10/TX100/HX1/HX5/HX7/HX9/HX100等数码相机上更具意义。在新型影像传感器的支撑下，这两款数码相机支持从ISO100~ISO3200的感光度范围，其对光线的灵敏度比传统的CMOS影像传感器提高了约2倍，大幅提升了拍摄画质，得到明亮画面的同时更好地降噪，使得在低照度条件下仍然可以获得细节丰富的照片。

得益于Exmor R CMOS传感器的高速数据读取，Cyber-shot DSC-WX1/WX5/WX7/WX9/WX10/WX100/TX1/TX5/TX7/TX9/TX10/TX100/HX1/HX5/HX7/HX9/HX100等还提供了两种实用拍摄模式：手持夜景模式和全景模式。手持夜景模式是较高的快门速度下连续拍摄6张曝光不足的照片，然后BIONZ处理器对其进行合成，从而得到一张曝光正常的低噪点夜景照片。从实拍来看，两款卡片数码相机能够如此轻易地拍摄到高质量的夜景照片，加上两款产品均具备光学防抖功能。全景拍摄模式也同样受益于Exmor R CMOS传感器的高速数据读取。

动态图像的拍摄，Exmor R CMOS一样相当擅长。Cyber-shot DSC-WX1/WX5/WX7/WX9/WX100/TX7/TX9/TX10/HX5/HX7等已经提供了1920x1080(50i) 高清动态影像的拍摄，更尤甚Cyber-shot DSC-TX100/HX1/HX9/HX100已经提供了1920x1080(50P) 高清动态影像的拍摄。

意义

Exmor R CMOS的出现，将传统对于像素的追求引深到对于画质和细节的体现。革命性的物理结构，优秀的硬件指标和实拍表现，巨大的升级空间。

Exmor R CMOS传感器的出现是影像传感器发展史上一个新的里程碑。它的出现，彻底解决了小尺寸CMOS传感器感光能力弱的 “先天不足”，也给数码影像产业带来一次全新的巨变，也巩固了索尼在影像传感器研发的领导地位。

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