BSI技术介绍

　　背面照明技术（BSI）就是将原本CMOS的布线层和感光层调换位置，透镜排列在传感器后方的硅衬底上，让光线首先进入感光二极管。

　　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。

　　因此诞生了BSI传感器技术。与传统前照式(LSI)的感光二极管位于电路晶体管后方的位置相反，由于配线安置在前方会限制光的吸收。而安置在背面的控制电子设备则不会限制光敏区域，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%。

　　由于在已有水平上再次提高拍摄速度，意味着要进一步缩短曝光时间。需要更高规模的的照明，才能补偿像素接收光线的缺失。BSI技术将CMOS成像的灵敏度提升到了一个新的水平。相比旧的技术，这技术下的感光度和光吸收量提高了40%，而且还能形成更细的像素。从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。

　　高速摄像机操作员已经可以熟练在速度和分辨率的需求与对充足照明的需求之间取得平衡。他们能够捕获令人惊叹的图像，从而推动科学理解和工程分析的前沿发展，但是随着用户突破高速成像的边界，这种平衡变得更加难以掌控。

　　因此，CMOS的单位像素尺寸也不必维持在非常大的面积，应用更高光量子效率（到达传感器的光子数与在终端收集的电荷载流子数之比）的BSI技术也能达到理想状态。这是BSI技术为CMOS设计提供了一种新的选择。

　　随着CMOS工艺水平的提高与诸多技术瓶颈的解决，CMOS图像传感器凭借低功耗、低成本、小体积、可随机读取等一系列优点，背照式图像传感器正是帮助CMOS图像传感器实现广泛应用的主要力量。背照式图像传感器不仅消除了早期CMOS传感器噪声较大的问题，且大幅改善了像素单元感光能力的先天不足，使得背照式像素成为CMOS图像传感器的主流。

　　今天，Phantom品牌将这个技术带到了对进光量和传输速度更加渴求的高速摄像领域。取得技术上的突破，拓宽了对速度、分辨率以及感光度的限制。Phantom品牌开发了一种新型的高速成像传感器，由于 BSI 式传感器在捕获光线方面更有效，因此更适合需要高帧速率的应用。

　　与前几代高速CMOS 成像传感器相比，该摄像机的吞吐量（最大帧速率乘以最大帧分辨率）提高了三倍。新传感器于 2021 年 3 月首次应用于新型 Phantom TMX 摄像机，最快可以达到以 1280 x 800 像素的全分辨率每秒拍摄 76,000FPS

　　应用BSI技术的高速摄像机产品介绍

　　Phantom TMX系列高速摄像机是超高速成像技术的新一代发展的集大成者，搭载了革命性的背照式CMOS传感器。该技术为产品提供高清晰、高质量的图像，和前所未有的超高速度。背照式传感器可提供更大的吞吐量、更高量子效率和感光灵敏度。并且还拥有能够并且配置了市面上最大容量的内存，可以在使用它超高的记录规格时，也能满足所需的拍摄时长。

　　TMX系列参数介绍

	TMX系列
外观
指标/型号	TMX 5010	TMX 6410	TMX 7510
分辨率&像素数	1280×800 (1,024,000)	1280×800 (1,024,000)	1280×800 (1,024,000)
满画幅最大帧率（FPS）	50,720	65,940	76,000
最高帧率	583,330	758,330	772,050
单位像素尺寸	18.5µm	18.5µm	18.5µm
传感器尺寸	23.7mm×14.8mm	23.7mm×14.8mm	23.7mm×14.8mm
像素深度	12Bit	12Bit	12Bit
单色ISO	125,000 160,000(Binning)	125,000 160,000(Binning)	125,000 160,000(Binning)
彩色ISO	12,500 16,000(Binning)	12,500 16,000(Binning)	12,500 16,000(Binning)
最大E.I.指数	62,500(彩色) 200,000(单色)	62,500(彩色) 200,000(单色)	62,500(彩色) 200,000(单色)
分辨率步进值	水平:256 垂直:32	水平:256 垂直:32	水平:256 垂直:32
最小曝光时间	1µs	1µs	1µs
内存容量	128/256/512GB	128/256/512GB	128/256/512GB
满画幅最大帧数记录时长	【128GB】1.64s 【256GB】3.28s 【512GB】6.56s	【128GB】1.25s 【256GB】2.5s 【512GB】5s	【128GB】1.1s 【256GB】2.2s 【512GB】4.4s
EDR功能	支持EDR功能;可在一帧内设置两档曝光时间
断电保护	具备双电源接口
Binning模式	640×384: 205,880FPS	640×384: 267,640FPS	640×384: 308,820FPS
拓展存储	可选配1TB/2TB/8TB的CineMag存储卡
镜头支持	标配: 尼康F卡口; 可选配: 佳能EF卡口,PL卡口,C螺口,M42口
数据传输接口	万兆以太网
外形尺寸	297mm×186mm×178mm
重量	9.1Kg
工作温度	‘-10～50℃
电源供电	【适配器规格】100～240VAC; 400W 【DC】20～28VDC 325W
内存分区	最大支持平均分成511段