سنسور BSI چیست ؟ همه چیز درباره سنسورهای BSI

حتما اسم سنسورهای معروف CMOS (بخونید سیماس) رو شنیدین . نوعی فناوری  ساخت سنسور که چند ساله توی دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شه و اکثر دوربین‌های موجود در سطح جهان از این فناوری در سنسور خودشون استفاده می‌کنن . حالا فناوری نسبتا جدید BSI CMOS نسل جدید این سنسور‌ها هست که با تغییر چیدمان المان‌های سازنده‌ی سنسور باعث می‌شه نور بیشتری جذب بشه و عکس‌های روشن‌تری داشته باشیم. در این مقاله با سنسور BSI آشنا خواهید شد.

سنسور CMOS چیست ؟

اجازه بدید قبل از اینکه این فناوری جدید رو معرفی کنم ، یه گریزی بزنیم به اینکه اصلا خود CMOS چیه و سنسورهای CMOS چه ویژگیی دارن . کلمه‌ی CMOS مخفف Complementary Metal Oxide Semiconductor به معنی “نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل” هست . این فناوری توی سال 1998 اختراع و جایگزین سنسورهای قدیمی CCD شد .

چون این سنسورها در تعداد خیلی زیاد ساخته شدن ؛ بنابراین هزینه‌ی ساخت پایینی داره . به گفته‌ی ویکی‌پدیا فناوری ساخت این سنسور دقیقا همون فناوریی هست که توی ریزپردازنده ها و حافظه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیره . یه ویژگی خیلی مهم که این سنسور ها رو متمایز می‌کنه مصرف انرژی خیلی پایین اونهاست . به همین دلیل مناسب ترین گزینه برای دوربین‌های دیجیتاله .

قصد ندارم توضیح بدم این سنسور دقیقا چجوری کار می‌کنه . چون هم وقت‌گیره و هم پیچیده ؛ و هم اینکه این مقاله در مورد سنسورهای BSI هست . لذا اگه مایل هستید در مورد سنسور CMOS بیشتر بخونید میتونید به این لینک در ویکی‌پدیا مراجعه کنید .

سنسور BSI CMOS

اما می‌رسیم به قسمت اصلی مقاله ؛ یعنی سنورهای BSI . کلمه‌ی BSI مخفف backside illumination  یا “روشنایی از پشت” هست . (البته ترجمه‌ی بهتری براش پیدا نکردم) . حالا این فناوری چیکار می‌کنه ؟ عکس زیر رو ببینید

در شکل سمت چپ یک سنسور CMOS معمولی رو می‌بینیم . خوبه که بدونید به CMOS های معمولی FSI هم میگن ؛ یعنی front side illumination  یا همون روشنایی از جلو . به چینش لایه‌های اون دقت کنید . لایه‌ی پایینی از سیلیکون تشکیل شده ؛ یعنی دقیقا همون لایه‌ای که عامل اصلی جذب نوره .

اما کافیه اون رو با شکل سمت راست مقایسه کنید. شکل راست عناصر و لایه‌های سنسور BSI رو نشون میده . اگر دقت کنید لایه‌ی سیلیکونی از پایینی ترین جایگاه به دومین لایه از بالا منتقل شده و بعد از فیلتر رنگ اولین لایه‌ای هست که نور به اون می‌رسه . نتیجه چیه ؟ نور بسیار بیشتری جذب لایه‌ی سیلیکونی می‌شه . بنابراین عکس‌های روشن تری خواهیم داشت . به همین سادگی.
اما در دنیای واقعی جابجا کردن لایه‌های این سنسور به همین سادگی ها هم نیست . فناوری BSI یک فناوری گرون‌قیمت هست . برای همین روی سنسور‌های با رزولوشن بالای 8 مگاپیکسل به کار می‌ره . چون در غیر این صورت صرف اقتصادی نداره .

موارد استفاده از BSI CMOS

در مورد فناوری ساخت این سنسورها توضیح دادم . و این رو هم گفتم یک فناوری گرون قیمت هست . اما سوال مهم اینه که این نوع سنسور در کدوم دوربین‌ها استفاده میشه ؟

جواب دوربین‌های موبایله . چرا ؟ خیلی سادست . گفتیم این سنسور ها درست شدن تا نور بیشتری جذب کنن . و چون سنسورهای موبایل ابعاد خیلی کوچیکی دارن بهترین محل برای استفاده از این فناوری هستن . به این همین دلیله که با همون ابعاد کوچیک خودشون می‌تونن نور بیشتری نسبت به CMOS های معمولی جذب کنن و عکاسی موبایل در چند سال گذشته به طور انفجاری پیشرفت کرده.

سنسور BSI در نیکون D850

برای اولین بار در تاریخ ، نیکون این سنسور رو روی دوربین DSLR جدید خودش یعنی D850 به کار برد . این یعنی برای اولین بار هست که یک سنسور BSI روی یک دوربین فول‌فریم نصب می‌شه . بنابراین انتظار می‌ره که این دوربین بتونه نور خیلی بیشتری رو جذب کنه . پس خیلی رویایی خواهد بود که بدون افزایش ISO یا کم کردن عدد سرعت شاتر و دیافراگم ، عکس روشن‌تری داشته باشیم .