经常看到手机、卡片相机的宣传中提到一个很时髦的词“背照式”，而最近半年又出现了一个更时髦的词汇叫“堆栈式”，它们都与感光器的结构有关，那么它们代表了什么意思呢？

前照式[FBI]感光器结构

先说说最古老的的感光器的感光单元结构，它从上至下的层分布为微透镜、色彩滤镜、金属连接层、基板的受光面，这种结构存在一个问题，它的金属连接层会形成一个坑，从而限制了入光角度，它像一口井，而受光面在井底，因此这个结构被俗称为了“像素井”。井越深，井底的光线就越少，因为斜射的光线难以照射到井底，因此位于井底的受光面受光效率是不高的。针对这种不足，有过很多补救的方法，最常见的就是改良微透镜，让光线均匀的折射到井底，但这些设计始终是实际效果低于预期。

• 注：每一个像素对应一个感光单元。

前照式[FSI]和背照式[BSI]感光器结构差异

对老结构改良的结果就是出现了背照式，对应的英文是Backside illumination，缩写为BSI。它的结构特点是将金属连接层放置到了基板的下面，这样一来，井消失了，起码井变浅了。它直接的好处就是可以接受更大角度的入射光，受光效率获得了质的飞跃。这种设计理论上可以显著的提高成像质量，而实际应用，在高感光度方面相对确实有很大的进步。 既然这种叫Backside illumination，那以前的就叫Frontside illumination，缩写FSI，中文名词为前照式。

背照式和堆栈式感光器的结构区别

以为背照式就算登顶了吗，非也。感光单元的基板上不全是受光区，还有相当大的面积是电路板。很显然，如果移除电路板，受光区就可以更大，于是新的设计就是将电路板放到受光区下面，形成堆叠的结构，这种设计，叫做Stacked，中文名叫堆栈式。它可以显著的增加每个单元的受光面积，面积越大，受光也就越多，代表输入信号也越强。但厂商更乐意将这种技术用到提高像素方面，因为即便缩小感光单元，受光面积依然可以保持不变，意味着画质不会下降，同样规格的感光器上可以放置更多的感光单元，从而提高了像素密度和总像素数量，第一颗堆栈式感光器的总像素达到了1300万，而画质也有了显著的提升。从结构上说，堆栈式应该属于背照式的一种。

从前照式到背照式，再到堆栈式，这种结构的进化就能带来成像质量的进步，结合其他技术，例如更高级的制造工艺更好的透镜设计等，小型感光器的进步可以用“飞跃”二字形容。我们最近测试的几款基于堆栈式感光器的手机，均提供了相对突出的画质，尤其是三星Galaxy S4表现出众。

为什么只是小型感光器受益？去查阅单反、微单的宣传资料，几乎没有提及背照式、堆栈式什么的，这也让很多人反过来觉得手机、卡片机上的这些XX式都是忽悠。这是认识误区。

其实与像素密度有关，像素密度越高，结构改进的效果就越突出。小型感光器的像素密度远远高于各种“大底[大面积的感光器]”，感光单元非常小，它的像素井井口狭窄，它的基板上的受光区占比小，因此通过这些结构改造，可以获得立竿见影的效果。大型感光器的像素密度低，感光单元面积大，像素井问题、受光区占比的问题都变得不那么突出，因此将背照式、堆栈式的技术运用技术，并无法获得像小型感光器那么显著的效果，对于大型感光器，提高制造工艺等其他方法也许更加行之有效。不过，随着新一轮的像素大战开打，这些技术会很快出现在各种大底上。

SONY 索尼 DSC-RX100 II 数码相机

索尼RX100 II，采用1英寸规格的Exmor R CMOS感光器，在索尼的感光器命名规则当中，R代表的就是背照式，这应该是第一款采用背照式设计的大底，因为它的总像素达到了2020万，感光单元面积要远远小于主流的大底，新的结构设计就有了用武之地。

前一代RX100同样采用1英寸感光器，像素密度也相同，主要区别是前照式。通过对比两者的差别，可以感受到背照式的进步。国外的一些测试显示，RX100 II的背照式感光器获得了一些明显的进步，但还称不上质变。

总结和展望

• 堆栈式结构优于背照式
  背照式优于古老的前照式
  背照式和堆栈式都是结构优化
  结构优化的结果就是更高的受光效率或面积
  像素密度越高、感光单元面积越小，受益越明显

随着去除低通滤镜的设计风潮兴起以及诺基亚PureView这类无损数字变焦技术的出现，还有普通消费者对高像素的盲目崇拜，使得高像素的需求也越来越大，因此背照式、堆栈式这种设计会越来越多的出现在各种变态高像素的大底上，这些技术也会闪烁出更灿烂的光芒。

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