cmos图像传感器 测试 你知道吗？你的相机传感器上或多或少都有脏点！（附送全套检测，清洁教程）
你知道吗？你的相机传感器上或多或少都有脏点！（附送全套检测、清洁教程）
老狼摄影点击上方蓝字关注老狼！直接回复“参赛”，即可参加老狼摄影大赛赢取惊喜大奖！
看文章之前，先提醒大家：参赛！参赛！！参赛！！！
把你珍藏的那些好的作品拿出来！
首先，对于绝大多数用户而言，相机是拍摄照片的工具而不是收藏品、艺术品。相机外表有点灰、有点油，哪怕是磕磕碰碰掉掉漆，并不会影响到相机的正常工作。最多就是会对使用者的心情带来些影响。这个嘛，习惯就好。
但是相机里面的“灰”就不一样了。这里所说的“灰”其实是所有污物的统称，它包括了固态的灰粒、杂质，也包括了液态的油渍、水渍。不开玩笑，在相机里见到小虫、蛾子也不是什么新鲜事。当“灰”出现在取景器里，影响的是你取景拍摄时的心情；当“灰”出现在感光元件上，很有可能影响最终照片的效果。
简单来说，不影响最终照片的“灰”忍忍就好了；影响最终照片的“灰”一定要尽早清理。在这方面，前期1分钟的操作，可能会为后期节省数个小时的时间。
不少朋友都对手中的相机怀有疑问：可换镜头相机进灰是设计问题？不可换镜头相机更加保险？
首先，可换镜头相机进灰是一个难以避免的问题。即使是防水相机、防尘防溅相机，整个机器也不是完全密封的。“灰”会趁更换镜头的间隙逃到相机内部，然后快门幕帘开合、单反相机反光板起落，都有可能将“灰”震落到感光元件上。其实胶片单反也进灰，只不过底片是拍一张过一张，拍一卷换一卷，所以这个问题没被大家重视而已。尼康D600是一个特例，它的零部件在正常使用下会出现粉末，因此增大了落灰概率。
其次，不可换镜头相机也不是更保险。大多数便携相机都采用了伸缩式镜头，在开关机或变焦过程中，镜头伸缩是会在内部产生负压的。这就会让附着在镜筒缝隙处的灰尘进入到相机内部。这种进灰是安装UV镜、保护镜所无法阻挡的，同时一旦进灰之后，就只能送到维修中心进行拆机清洁。
总的来说，是相机就有可能进灰，只是进灰程度不同而已。即使是刚出厂的新机器，理论上用最小光圈拍摄时都会发现灰点。
要知道，平时拍点花花草草，鸟兽鱼虫什么的，这些污点根本看不出来。直到你有一天需要拉曲线，或者硬压高光时，你才能发现它们。
现在的传感器宽容度挺高了，拍点风景啥的，很多时候可以直接硬吃宽容度。所以对于喜欢拍风景的摄友而言，后期调整曝光越来越频繁了。也正是因为调整曝光，我才发现了我的传感器上居然有这么多的污点。
当时看到这些污点，我整个人一下子就不好了，这可还是一台新相机啊！
7R2上的污点：
然后，我又从防潮箱拿出了老A7，测试了一下，真是不看不知道一看吓一跳。结果也有，也是两年多一直没有看出来的污点。
老A7上的污点：
没看到就可以当它不存在，但悲剧的是，现在我已经看到了，就无法忽略它们，否则以后每当拍照，就会想这些个污点。所以我决定要清理它们。
经过咨询，查功课，以及两天时间的折腾，我现在将污点都清理了。分享一下这个过程。不是说清理了一次污点自己就变成专家了，当然不是。只是希望能提供一些注意事项给需要的朋友做个参考。同时请真正的专家指点。
一、发现污点：
一般情况下，污点无法用肉眼直接看到。所以建议本来不纠结的朋友们这时就应该关闭本帖了。还是那句话，保持快乐拍照的心情，没看到就不存在。
照下面的方法做了之后，我估计十有八九，你会看见传感器上的污点，并因此感到不爽，欲除之而后快。
方法：
1）拿出你的相机，换上一个干净的镜头，对着白墙或者白纸，正常曝光拍两张，注意两张拍不同位置。要点：手动对焦到无穷远，尽量将画面拍虚，不要让墙面纸面的细节影响对污点的判断。手动或光圈优先模式，光圈16或更小（值比16大），固定白平衡5500K，ISO100，RAW拍摄。手持拍摄即可，不怕拍虚，就怕拍不虚。
2）将两张照片导入电脑，用任何一种软件在显示器上观看。为了便于查看污点的位置，需要将照片放到屏幕大小。若有肉眼可见黑点，那么说明污点已经很严重了。
3）镜头矫正，消除暗角，因为后续要加大对比，所以暗角的存在不利于观察边角处的脏点。
4）饱和度降到最低，将照片处理成黑白。
5）对比度拉到最高，黑场、阴影调低，白场调高，进一步增加对比。这时，应该能看见所有的污点了。每个人的显示器都不一样，如果效果看不明显，试着将这几个参数上下微调。以ACR为例，我设置大概是这样的：
6）为了确认是CMOS污点，而不是墙壁或纸上的瑕疵，将第一张照片的污点对比第二张照片的同样位置，如果第二张照片同样位置也有污点，说明这时CMOS上的污点。
二、浅度清理：
发现了污点之后，你肯定心里就膈应了，想要把它们清除掉。这时，可以在官方允许的幅度内做下面两件事情，这也是说明书允许的：
1）选择菜单的『清洁模式』，让相机自动清理。根据机器不同，相机会采用不同的方式做清理。例如A7的清理过程很安静，而A7R2机身会颤动，估计是因为有机身防抖机构，所以CMOS可以大幅度运动所致。
2）当机身完成清洗，液晶屏提示关机时，手动关机，取下镜头，机身开口朝下，用气吹往CMOS上吹几下。注意气吹不要伸进卡口，以免碰到CMOS。
完成后，重新拍一组白纸白墙，查看污点是否消失。如果CMOS上的污点只是沾了灰，做了这两件事情就有可能完全清除CMOS上的灰尘了。
三、深度清理：
如果光靠机身清理和气吹，还是去除不了顽固污点。就得手动做深度清理了。清理CMOS污点是一件有一定危险系数的事情，因此一般不建议自己弄。如果相机有空档，还是建议拿去售后清洗。
重要！！！ 特别是A7M2和A7R2的朋友，由于这两种机型的机身防抖，它们的CMOS是可以运动的。CMOS到处跑，清洗难度就更大了，更别说如此精密的机身防抖部件会不会在你的粗手下被损坏。所以A7R2和A7M2的CMOS尽量就别自己弄了！！！
如果一定要自己动手，那么要注意不要莽撞，一定要先准备好工具。没有工具就买工具，工具没到位就不要动手。不要因为着急清理而将就手边现有的东西，工欲善其事必先利其器。
我就是因为想出门玩儿，着急，就先用棉签，棉花，镜头纸，高纯度酒精等开始洗，但效果很差。最终还是推荐专用的全画幅CMOS清洗棒，在各大电商搜搜就有。注意这种清理棒有全幅和残幅之分，注意不要买错。
另外，也不能盲信一些视频教程。在动手之前，我参考了看了很多网友的实例，以及优酷上的一些教程，发现有些是不靠谱的。
为了彻底说明问题，我把我清洗失败的两个例子拿来演示一下：
失败案例一：
优酷有视频说镊子裹棉花，沾高浓度酒精，然后走Z字形清理，结果我用下来是这样的悲剧：
失败案例二：
网上有朋友说索尼售后是用棉签裹上普通镜头纸干擦，我用下来发现无法擦干净，at all：
最后，我从网上下单了这种棒子，果然效率大增，经过一番折腾，终于清理干净了：
过程：
1）先做浅度清理的两个步骤；
2）取一根新棒子，滴一滴清洁液在棒子上，等一会儿，让清洁液挥发的差不多了，就开始擦；
3）棒子倾斜60度左右，棒头顶住CMOS；
4）如果污点很淡，那么从左向右『拉』，如果污点较浓，说明残留物比较顽固，那么稍微多用点劲，斜60度左右，从左向右『推』，注意用力不可过大，宁愿多次，不要大力；
5）棒子运动到了右端，将棒子翻转一面，之前朝上的一面现在朝下，从右到左再『拉』一遍；
6）取一根新的棒子，不要清洁液，就干的再拉一遍，吸去残留的清洁液；
7）用气吹将CMOS上的残留清洁液吹干。我用的30PSI的气泵吹的，因为这两天捏皮老虎把我的手都捏酸了；
8）镜头屁股再吹一下，然后就上机测试；
9）此时，绝大部分污点已经清除掉了。但很可能在边角处还有少量污点，这就需要定点清理了；
10）取一根新的干的棒子，或者将就之前那根棒子没有污染过的部分，参照屏幕上污点的位置，找到CMOS上对应位置进行定点擦除。注意：屏幕上的位置和CMOS上的位置是上下左右颠倒的。即：屏幕左上对CMOS右下，屏幕右上对CMOS左下，屏幕左对CMOS右，屏幕右对CMOS左；
11）定点清理可以使用清洁棒的边角，那里是有弹性的，轻压即可变形贴合到CMOS表面；
12）清理完成后，用气吹再次对CMOS吹了，然后又按照一的方法测试；
13）反复定点清洗，要有耐心。有时候定点清理某个点，反而会新带入更多污点。这时要沉住气，不要急躁，那些新带进来的都是些灰尘而已，轻轻一吹就掉了，要相信最终能去掉所有污点。
最后晒一下成果。这一下心情大好，好像天都没那么雾霾了，空气都清新了似的。
最后说一点，其实我并不建议大家自己动手清除灰尘，除非你是比较玩器材的老鸟，不然很容易给相机造成二次损伤，如果没有什么经验和动手能力，建议还是要拿到专门的地方进行清洗！
如果你喜欢老狼的文章
请将“老狼摄影”公众号置顶
这样你就能每天第一时间看到有趣的内容啦！
▼
老狼摄影工坊
微信号： pcwwolf
国内权威科技媒体《电脑报》10年金牌摄影栏目
在这里你可以看到
最新鲜的摄影器材
最热门的行业资讯
最犀利的热辣点评
最严谨的原创评测
老狼带你玩摄影！
微信ID：pcwwolf
长按左侧二维码关注
CMOS图像传感器可靠性：背照式（BSI）败给前照式（FSI）原因探究
据麦姆斯咨询报道，CMOS图像传感器技术演进路线从前照式（FSI）、背照式（BSI）到堆栈式，背照式技术正逐渐成为中高端CMOS图像传感器主流技术。
背照式CMOS图像传感器是把光电二极管放到微透镜、彩色滤波片下面，而原先的金属布线层则放到了光电二极管之后。相比前照式CMOS图像传感器，这种结构不仅增加了单位像素获得的光量，还有效抑制了光线入射角变化引起的感光度下降。但是，背照式CMOS图像传感器的制造工艺涉及晶圆的正面和背面，比前照式CMOS图像传感器复杂，带来的可靠性退化问题一直无法完全避免。
图（a）和图（b）：分别为前照式CMOS图像传感器和背照式CMOS图像传感器结构；图（c）：前照式和背照式CMOS图像传感器制造工艺流程对比
近期，意大利晶圆代工厂LFoundry和意大利罗马大学（Sapienza University of Rome）在IEEE Journal of the Electron Devices Society期刊上发表一篇论文《背照式CMOS图像传感器性能和可靠性退化》（Performance and reliability degradation of CMOS Image Sensors in Back-Side Illuminated configuration）指出，在特定的失效模式下，前照式CMOS图像传感器的寿命是背照式CMOS图像传感器的150~1000倍。当然，可能还有许多其它失效因素掩盖了这一巨大差异。文中介绍了背照式CMOS图像传感器晶圆级可靠性专用测试结构（设计在管芯划片槽内）的系统特性。在工艺流程的不同步骤进行噪声和电学测量，结果明确表明背照式CMOS图像传感器制造工艺的晶圆倒装、键合、减薄和通孔（VIA）开孔等步骤会导致类似氧化物供体的边界陷阱的形成。相对于传统的前照式CMOS图像传感器，这些陷阱的存在会导致晶体管电性能下降，改变氧化层电场和平带电压，对可靠性产生严重影响。TDDB（时间相关介质击穿）和NBTI（负压偏置下的温度不稳定性）测量结果证明了边界陷阱对寿命的影响。
在背照式CMOS图像传感器划片槽内设计的晶体管（Tx）位置示意图
TDDB测试温度为125℃，在N沟道晶体管栅极施加+7V ~ +7.6V的应力电压Vstress。在每个Vstress条件下均测试了多个样本，依据标准JEDEC JESD92定义的三个标准测得时变击穿（the time-to-breakdown）数值。对于每种应力条件，时变击穿数值的韦伯分布给出了相应的失效时间（TTF），失效时间与应力电压分布采用对数-对数标度，在栅极工作电压下的寿命用幂律模型（E模型）推断。NBTI测量温度为125℃，在P沟道晶体管栅极施加的Vstress为-3V ~ -4V，并测试了几个晶体管。依据标准JEDEC JESD90，寿命定义为使额定阈值电压VT改变10%所需的应力时间。VT变化值与应力时间的关系遵循幂律模型，可以推断出栅极工作电压下的寿命。
噪声和电荷泵浦测量结果表明，在背照式CMOS图像传感器栅极氧化层中存在类似供体的边界陷阱，不会出现在前照式传感器中。陷阱密度随着与界面的距离呈指数变化，当距离为1.8 nm时陷阱密度达2 x 10¹⁷ cm⁻³。通过在不同制造工艺步骤进行电学参数测量，可以发现，边界陷阱产生于晶圆背面工艺中，包括晶圆倒装、键合、减薄和通孔（VIA）开孔。
图a）：在背照式CMOS图像传感器工艺流程不同站点测量的ID-VG曲线，背面工艺后（红色曲线）和背面工艺前（黑色曲线）；图b）：用TCAD软件模拟氧化层中分布有正电荷时的ID-VG曲线（红色）和无正电荷时的ID-VG曲线（黑色）。
图a）：在背照式CMOS图像传感器工艺流程不同站点测量的IG-VG曲线，背面工艺后（红色曲线）和背面工艺前（黑色曲线）；图b）：在VG为+ 1V时，电荷质心位于距离硅/二氧化硅界面1.7 nm处的栅极能带图（红线），无电荷时的栅极能带图（黑色）。
陷阱会改变背照式CMOS图像传感器的氧化层电场和平带电压，这个效果与在距离界面1.7 nm处施加了1.6 x 10⁻⁸ C/cm²的正电荷一样，从而改变了漏极和栅极电流曲线。作者在论文中提到，类似供体的边界陷阱也会影响背照式CMOS图像传感器的长期性能。TDDB和NBTI是对器件寿命的评估方式。与预期相同，边界陷阱对两种评估方式的作用不同，但是无论如何，相对前照式CMOS图像传感器，背照式CMOS图像传感器可靠性都会下降。
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9060926
相关问答
cmos 激光位移 传感器 如何测距?CMOS激光位移传感器是一种利用激光技术进行非接触式距离测量的传感器。它通过发射激光束到被测物体表面,并接收反射回来的激光信号来测量距离。以下是CMOS激光...
cmos 的像素?11月23日,引援长光辰芯(长春长光辰芯光电)官网消息,首个国产全幅4900万像素的8KCMOS图像传感器已经通过验收,其单位像素4.3μm,支持8K120fps和4K240cmo...
cmos图像传感器 排行?一韦尔股份603501:龙头。公司2020年实现总营收198.2亿,同比增长45.43%。是国内CMOS图像传感器芯片龙头企业。二力源信息300184:有摄像头CMOS图像传感器芯...
cmos 分辨率计算?CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器的分辨率计算涉及到像素数量。分辨率是指图像中能够显示的细节和清晰度的度量。对于CMOS传感器,分辨率取决于其像素数量,通...
cmos 与imx 传感器 对比?1.尺寸比较:CMOS传感器的尺寸小,而IMX传感器的尺寸大;2.成本比较:CMOS传感器的成本低,而IMX传感器的成本高;3.性能比较:CMOS传感器的性能不如IMX传感...
cmos 与ccd区别?Cmos与ccd的区别有:1、灵敏度差异由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路),使得每个象素的感光区域远小于象素本...
cmos图像传感器 和索尼哪个好?CMOS图像传感器好是一种典型的固体成像传感器,与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、...
cmos 和cis区别?CCD(ChargeCoupledDevice)图像传感器(以下简称CCD)和CMOS图像传感器(CMOSImageSensor以下简称CIS)的主要区别是由感光单元及读出电路结构不同而导致制...
ccd和 cmos 的区别?1.CCD和CMOS是两种不同的图像传感器技术,具有不同的工作原理和性能特点。2.CCD是电荷耦合器件,可以将光信号转换成电荷信号,并通过逐行读取的方式输出图像。...
为什么有人说华为不自研摄像头 CMOS 了?谢邀!并不是华为不研发的,而是这些东西确实是非常难,加上耗资巨大,也不一定能够赶上如今的主流水平,这也是很多人其实都低估了从0~1的过程。以处理器为例...所...