背照式和堆棧式攝像頭哪個好？背照式與堆棧式攝像頭的區別有哪些？

現在智能手機的攝像頭無論從硬件，拍照性能上，比以往都有了翻天覆地的變化，以往我們手機的攝像頭還是處於30萬，200萬像素的階段，但轉眼間，手機攝像頭已經到了主流的800萬甚至是1300萬了。除了在像素上的提高，另一個攝像頭的核心組件，攝像頭的傳感器也是取得了很大的進步，現在主流的手機的攝像頭均采用了背照式和堆棧式兩種類型的傳感器，那麼它們之間有什麼不同呢，接下來筆者就給大家科普一下。

背照式傳感器

首先我們先來看一看現在普遍流行的背照式傳感器和傳統型的之間有什麼不同。傳統型攝像頭的傳感器的整個光電二極管位於感光芯片的最下層，傳感器的A/D轉換器和放大電路位於光電二極管的上層位置，所以光電二極管到透鏡的距離是比較遠的，光線到達要求也會更加高。

除此之外，傳統感光芯片上層的線路連接層還會出現光線的反射，影響到達光電二極管的光線強度，從而使傳感器的受光量減少。所以在一般的情況下，傳統型攝 像頭傳感器在日光較為充足的時候拍照是沒什麼問題的，但在弱光的情況下表現就會顯得有點“捉襟見肘”了，較難在低光環境下拍攝出明亮，質量好的照片。

傳統和背照式CMOS結構對比

為了改善這一種狀況，於是背照式傳感器就有了它存在的意義了，相比起普通的傳感器，搭載背照式傳感器的攝像頭能夠在弱光環境下，提高約30%—50%的感光能力，能夠在弱光下拍攝更高的質量的照片。

背照式傳感器結構示意圖

那麼為什麼背照式傳感器的感光能力能夠提高這麼多呢?那是因為背照式傳感器簡單來說就是比以往的傳感器更薄，具有更佳的畫質和更低的噪點等特性。它把感 光層與基質的位置互換，直接與透光面接觸，因而減少了中間環節光線的損失，並且在透光面上每個對應的像素表面都改為透鏡的形式，更集中地匯聚了外界的光線 到對應的像素點上，減少了像素之間多余的光線干擾，也簡稱增加了開口率。

堆棧式傳感器

堆棧式傳感器是由索尼最新推出的一款手機攝像頭傳感器，英文名稱叫做“Stacked CMOS”，采用了“堆棧式結構”(stacked structure)。其實背照式和堆棧式傳感器都是由索尼推出的，前者的品牌名稱叫“Exmor R ”，而後者就是“Exmor RS”，所以由此可以看出，堆棧式傳感器是背照式的一個全新升級版本。

Exmor RS堆棧式傳感器

堆棧式傳感器結構示意圖

從以上堆棧式傳感器的結構示意圖中我們可以看到，新升級的堆棧式傳感器是將原來傳感器裡的信號處理電路放到了原來的基板上，在傳感器芯片上重疊形成背照 式傳感器的像素部分，因此能夠實現在較小的傳感器芯片尺寸上形成大量像素點，可以把騰出來的空間放置更多的像素。另外，傳感器裡的像素點和電路是分開獨立 的，所以像素點部分可以進行更高的畫質優化，電路部分亦可進行高性能優化。

背照式和堆棧式傳感器對比

而現在，國內外眾多手機生產廠商的旗艦智能手機的攝像頭都紛紛采用了堆棧式的傳感器，那麼相比起背照式傳感器的攝像頭，堆棧式傳感器又有哪些不同呢?其 實，堆棧式傳感器是由背照式所發展而成的，由上圖可以看出，背照式傳感器是將感光層的光電二極管的位置換了一下，而堆棧式傳感器則是把信號回路位置互換。 而且，堆棧式傳感器比背照式的的體積更加小，畫質方面也是作了更加好的優化。

堆棧式感光元的RGBW編碼技術，左為背照式，右為堆棧式

除此之外，堆棧式傳感器相比起背照式的還擁有兩項技術來提升畫質的。第一個就是堆棧式傳感器加入了RGBW的編碼技術，就是是由原來的 R(紅)，G(綠)，B(藍)三原色像素點中再加入W(白)像素點來提升畫質，提高傳感器的感光能力的，使攝像頭在暗光環境下也能夠拍攝出質量更高的照片。

背照式HDR和堆棧式硬件HDR樣張對比

總結

第二項就是堆棧式傳感器更加是支持硬件HDR功能，硬件HDR英文名稱叫做“In-camera HDR”，它實現的原理是能夠精確地單獨控制每一行像素的曝光時間，從而在傳感器層面上就實現原生的高動態范圍渲染，有別於之前的軟件HDR技術一樣需要 軟件，照相機綜合算法來合成，所以照片生成的速度更快，而且可以實現HDR錄像。

從以上的介紹可以看出，堆棧式傳感器是從背照式傳感器進化提升而來的產品，也是由背照式的基礎上發展而來的，堆棧式傳感器吸取了背照式的優勢地方，再彌 補了其劣勢的地方，進行了更加全面的優化升級。除此之外，堆棧式傳感器還可以兼顧背照式結構的設計，使到攝像頭的拍攝畫質有了很大的提高。

所以到現在，越來越多的手機生產廠商推出的手機的攝像頭采用了堆棧式傳感器，憑借更優秀的表現，堆棧式傳感器將會成為日後手機攝像頭的主流。