Nguyên thủy, bề mặt chứa các cảm biến điểm ảnh (Photo diode) và mạch xử lý tốc độ cao đều nằm trong cùng một lớp. Chính vì thế diện tích trở nên hạn hẹp gây khó khăn và thu hẹp phần bộ nhớ đệm.
1. Layer 1: Pixels sensor
Lớp này chứa nhiều cảm biến điểm ảnh (tùy theo độ phân giải) được sắp theo từng mảng các phần tử. Đây là bộ phận đón nhận ánh sáng.
2. Layer 2: dram hay bộ nhớ ra vào
Trước đây nằm trên lớp cảm biến điểm ảnh (Layer 1), được bố trí chạy dọc theo các cạnh. Nay được tách ra thành một lớp riêng để chứa được nhiều bộ nhớ hơn.
3. Layer 3: Circuit section
Phần điện được đưa xuống phía dưới theo kiến trúc cơ bản của cảm biến BSI. Đây là bộ phận xử lý logic 40µm. Bao gồm các cột đơn vị chuyển đổi tín hiệu tương tự của ánh sáng ghi nhận trên Layer 1 sang tín hiệu kỹ thuật số (ADCs) và các mạch điện (Logic circuits).
BSI sensor
Do sử dụng cấu trúc đảo ngược phần điện (Circuit section) xuống dưới để cảm biến điểm ảnh nhận được ánh sáng trực tiếp, nên bộ nhớ và dây điện truyền dẫn phải đặt dọc các cạnh của cảm biến.
Chính vì diện tích hạn hẹp, nên cảm biến BSI thông thường có bộ nhớ đệm nhỏ. Dẫn đến dữ liệu truyền dẫn bị giới hạn ở mức nào đó do tràn bộ nhớ đệm. Đây là giới hạn truy cập thông tin của cảm biến BSI hay các cảm biến thông thường.
Cảm biến 3 lớp xếp chồng - Stacked sensor
Là một cải tiến đến từ thế hệ cảm biến hình ảnh BSI CMOS vì thế tên đầy đủ của nó là BSI Stacked Sensor. Khi nói về cảm biến 3 lớp xếp chồng, đồng nghĩa sử dụng kiến trúc của cảm biến BSI và được tăng thêm một lớp xử lý bộ nhớ thông tin để tăng lượng truy cập dữ liệu.
Việc phát minh ra cảm biến hình ảnh BIS, đẩy các cấu trúc điện tử đi xuống phía dưới và bố trí các bộ nhớ tạm dọc theo các cạnh của cảm biến hình ảnh. Khiến vùng này thu hẹp đáng kể.
Hiện tượng biến dạng do màn trập cuộn
Khi chụp một vật chuyển động nhanh, vào thời điểm pixel cuối cùng được đọc, đối tượng đã di chuyển ở một khoảng cách khác. Hiệu ứng này làm hình ảnh bị biến dạng. Nguyên nhân đến từ tốc độ truy cập cảm biến hình ảnh bị chậm
Gián đoạn hiển thị khung ngắm và chụp liên tục chậm
Cũng vì tốc độ đọc dữ liệu từ cảm biến hình ảnh bị chậm, nên hiển thị trên khung ngắm cũng bị gián đoạn một thời gian trong chế độ chụp liên tục. Vấn đề này cũng ảnh hưởng đến khả năng chụp liên tục do không thể tăng tốc độ lên cao hơn với thiết kế cảm biến truyền thống.
cảm biến CMOS 3 lớp xếp chồng
Tốc độ đọc dữ liệu từ cảm biến thông thường rất lớn và nhanh hơn khả năng của bộ xử lý nên cần được lưu vào vùng nhớ đệm. Nhưng vì vùng nhớ này quá nhỏ (do thiết kế mới của BSI, làm eo hẹp không gian chứa bộ nhớ trên lớp thứ nhất) nên dữ liệu đầu vào rất hạn chế, dù cho bộ xử lý hoạt động nhanh như thế nào. Để cải thiện các vấn đề trên, Sony đã tạo ra một lớp thiết kế mới thứ 3 (nằm ở giữa) chứa 1GB bộ nhớ DRAM tốc độ cao, tăng vùng chứa dữ liệu tạm thời được truyền từ các cảm biến điểm ảnh trước khi chuyển đến cho bộ xử lý hình ảnh Bionz. Sony tuyên bố, công nghệ cảm biến 3 lớp xếp chồng cải tiến đáng kể tốc độ lên đến 8 lần so với trước đây. Cảm biến mới có khả năng đọc một ảnh tĩnh dung lượng 19.3 triệu điểm ảnh chỉ trong 1/120 giây. Theo đó, cũng có thể quay video chuyển động chậm Full-HD với tốc độ 1000fps. Đây là một bước tiến lớn để cho ra thế hệ cảm biến mới sau này sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo AI của hãng.
------------------------------------
Stacked Image Sensor
Công nghệ cảm biến 3 lớp xếp chồng CMOS được phát minh bởi Sony, lần đầu tiên ra mắt cho các máy ảnh cao cấp như chiếc RX 100 IV nổi tiếng và điện thoại thông minh! Tại Hội nghị Thiết bị điện tử quốc tế IEEE năm 2017, Sony đã công bố cảm biến Exmor RS 21.2 Megapixel mới có ba lớp khổ 1/2.3 inch. Đây là thế hệ cảm biến hình ảnh thứ 3 sau công nghệ BSI. Kiến trúc mới cho phép tăng tốc độ truy cập thông tin từ cảm biến hình ảnh, giúp tăng hiệu suất hoạt động máy ảnh, bao gồm tốc độ chụp liên tục, không bị gián đoạn hiển thị trên khung ngắm hay bị biến dạng khi chụp đối tượng di chuyển nhanh bằng màn trập cuộn. Điều này đã giúp Sony duy trì thế mạnh trên thị trường máy ảnh không gương lật của hãng cũng như bước đi trước các đối thủ cạnh tranh.
+ 0 + 0 
 |
|
