Rückwärtige Belichtung

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Rückwärtige Belichtung (englisch: back side illumination, BSI) ist eine Konstruktionsvariante im Aufbau von Halbleiter-Bildsensoren.

CCD für UV, Sichtfenster auf Chip-Unterseite

Technik[Bearbeiten]

Das Licht trifft nach Passieren der Kameraoptik den lichtempfindlichen Siliziumkristall direkt und von hinten, während bei der Variante front side illumination das Licht erst den Bereich der Metallisierungschichten passiert, bevor es im Silizium elektrische Ladungen erzeugt.

CCD in front side illumination

Dadurch liegt ein Teil der aktiven Fläche "im Schatten", der Sensor ist weniger empfindlich. Bei den ersten CMOS-Sensor war mehr Fläche durch die Verdrahtung abgedeckt als bei einem CCD, ein Wechsel der Belichtungsrichtung ist wirksamer als beim empfindlicheren CCD.

Einsatzgebiete[Bearbeiten]

Beide Varianten werden bei CMOS- und CCD-Sensoren angewandt. Während front side illumination bei handelsüblichen Digitalkameras verwendet wird, war bisher die back side illumination Spezialanwendungen wie der Astronomie insbesondere im Bereich des ultravioletten Lichtes vorbehalten, vergleiche Front- vs. Back-Illuminated. So befindet sich auf dem Hubble Space Telescope ein BSI-CCD für UV-Aufnahmen [1].

Halbleiterhersteller haben für 2009 den Start für die Massenfertigung von CMOS-back-side-illumination-Sensoren angekündigt.[2] Die Vorteile dieser Anordnung sollen für CMOS-Sensoren in einer verbesserten Bildqualität und einem höheren Anteil des lichtaktiven Bereichs des Sensors liegen.[3]

Sony baut seit April 2011 BSI-Sensoren in ihre Handys. Diese Sensoren werden als Exmor-R-Sensoren angepriesen.

Am 13. September 2012 wurde das neue iPhone 5 mit einem back side illuminated Sensor vorgestellt. Fälschlicherweise wird er von der Presse als ein hintergrundbeleuchteter Sensor angepriesen.

Nokia baut einen BSI-Sensor in seiner PureView-Kamera im Lumia 920 und in der 41-Megapixel Kamera Lumia 1020 ein.

Referenzen[Bearbeiten]

  1. NASA Tech Brief zu UV-CCD
  2. Pressenews Omnivision: OmniVision Turns Digital Imaging World Upside Down
  3. golem.de: OmniVision stellt Kamera-Sensor-Technik auf den Kopf

Weblinks[Bearbeiten]