Cảm biến BSI là gì? Những điều cần biết về cảm biến BSI!
Cho dù bạn đã quen thuộc với cảm biến máy ảnh kỹ thuật số BSI (Backside Illuminated) nhưng chưa chắc bạn đã được nghe được thông tin đầy đủ nhất về cảm biến này. Với những lợi thế đáng kể về độ nhạy sáng, dải động, độ linh hoạt của camera và tỷ lệ nhiễu tín hiệu, chỉ có chi phí sản xuất cao hơn và độ phức tạp sản xuất cao hơn đã khiến chúng trở nên phổ biến trong máy ảnh kỹ thuật số chuyên dụng. Nhưng với những tiến bộ trong kỹ thuật và công nghệ sản xuất, những thay đổi sẽ diễn ra nhanh chóng và sẽ không còn lâu nữa cảm biến BSI sẽ là tiêu chuẩn cho bất kỳ nhà sản xuất máy ảnh nào muốn tích hợp trên Smartphone.
Cấu tạo của cảm biến BSI tinh tế mang đến khả năng chụp ảnh đẹp như mơ
Để hiểu cảm biến BSI là gì, trước tiên chúng ta phải hiểu cảm biến CMOS truyền thống được tạo ra như thế nào. Nói một cách đơn giản, một cảm biến điển hình được tạo thành từ ba lớp - một lớp photodiode để chuyển đổi ánh sáng thành điện tích, một lớp bán dẫn để kết nối các đi-ốt quang ảnh riêng lẻ và một lớp thấu kính siêu nhỏ để hướng ánh sáng về phía photodiode.
Nhưng vì hệ thống bán dẫn nằm trước lớp cảm quang, một số ánh sáng không chiếu tới được điốt quang. Để dễ hình dung hãy tưởng tượng bạn đang nhìn qua một cánh cửa màn hình, bạn có thể thấy cảnh vật bên ngoài khá tuyệt, nhưng hình ảnh tổng thể bị mờ đi đôi chút bởi sự hiện diện của một lưới thép ở giữa tầm mắt và cảnh của mặt kính. Khi độ phân giải của camera tăng lên, mật độ của hệ thống bán dẫn cũng tăng lên. Tưởng tượng rằng cùng một cửa màn hình, nhưng với lưới ngày càng chặt hơn và bạn sẽ hiểu tác động của nó có thể ảnh hưởng đến một hình ảnh. Chính bởi vì điều này, từ 20% đến 70% ánh sáng chiếu tới có thể bị chặn khỏi lớp photodiode phủ trên mặt kính của biến thể BSI. Sự phức tạp này cũng tạo ra hiệu ứng tốt, trong đó ánh sáng chỉ chạm tới cảm biến ảnh thông qua ma trận kim loại xếp chồng lên nhau nếu góc ánh sáng chiếu thẳng vào.
Lịch sử phát triển
Mặc dù những lợi thế của việc không có hệ thống dây dẫn chằng chịt các tế bào cảm quang của bạn sẽ cảm sáng rõ ràng hơn, nhưng việc tiến hành một quy trình sản xuất hiện đại sẽ khiến chi phí đôn lên đáng kể. Giải pháp tốt nhất chính là chế tạo cảm biến như một con chip bình thường, nhưng sau đó lật nó lại và cạo silicon ở dưới cùng của wafer mỏng (5 đến 10 micron) để photodiode có thể được chiếu sáng từ phía sau lưng. Cảm nhận về sự khác biệt với sự thay đổi thiết kế có vẻ đơn giản này, gần như 100% ánh sáng được thu lại và hiệu suất ánh sáng yếu của cảm biến có thể được tăng lên từ đó chất lượng hình ảnh được cải thiện đẹp mắt hơn.
Sự sắp xếp này cũng giúp loại bỏ hiệu ứng tốt hơn, đáng chú ý trong các tình huống trục ngoài ống kính như dịch chuyển nghiêng hoặc máy ảnh nghệ thuật, nơi ánh sáng được chiếu ở góc trực tiếp với cảm biến BSI.
Trong 8 năm qua, công nghệ này đã tiếp tục phát triển, với các máy ảnh DSLR kỹ thuật số phổ biến rộng rãi. Cảm biến BSI được tích hợp đầu tiên trên Sony và Nikon và đã được bán vào năm 2015, 2017 và 2018, đương nhiên năm nay nó cũng sẽ được sản xuất.
Năm 2019, đang chứng kiến bước tiến khủng khiếp tiếp theo trong công nghệ BSI với việc phát hành các mặt lưng kỹ thuật số IQ4 150mp và Phase One IQ4 150mp Achromatic. Với 150 MegaPixels, đây là những cảm biến máy ảnh kỹ thuật số BSI có độ phân giải cao nhất hiện có trên thị trường.
Điều này có ý nghĩa gì với bạn?
Độ phơi sáng tăng nhờ cảm biến BSI biểu hiện, rõ ràng nhất là tăng độ nhạy sáng thấp. Bạn có thể chụp với ánh sáng xung quanh thấp nhưng hiển thị cực sắc nét, màu sắc tốt hơn và chuyển tiếp tông màu tự nhiên hơn trong bóng tối trên hình ảnh của bạn. Điều này cũng có nghĩa là ít nhiễu hơn so với ISO, tạo ra nhiều mức độ tùy chỉnh mà nhiếp ảnh có thể sử dụng trên công cụ camera của thiết bị.
