镜头CRA(DOC)
摄像头镜头参数概念-sensor简介分析知识讲解
一.Lens基本参数
CRA（主光线入射角）
指从镜头射出的主光线射入sensor的角度。
在光学系统中， Sensor上光能的接受效率不仅与CRA有关，还与Sensor的 Micro Lens开口布局有关。
因此在做Lens设计的时候CRA要尽量符合Sensor厂家提供的CRA参考值，这样才能 和他们的Sensor布局相配合，提高光能接收效率。通常镜头的CRA小于芯片的 CRA,且允许有2°-3°的偏差。因为因为镜头CRA太过小于芯片的CRA,就会出现像 面四角偏暗（受光不足）的情况，此时的光线到达不了pixel的边缘；镜头的CRA 大于芯片的CRA时，光线会折射到临近的pixel上，导致pixel间出现串扰，出现 图像的偏色，且在图像四周表现更明显。
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二.Sensor
灵敏度（摄像头的光电转换能力） 拍摄运动物体或者弱光情况下，灵敏度越高越好，但灵敏度过高时，图像噪 音信号较多, 清晰度可能会下降，影响画质。
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二.Sensor
白平衡（传感器对在光线不断变化环境下的色彩准确重现的能力表示） 人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反 射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关
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一.Lens基本参数
景深：指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内， 其影像仍然清晰的范围
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一.Lens基本参数
MTF(光学传递函数)：常常用于光学系统 描述镜头的分辨能力，数值上为像的对比度与物的对比度的
比值 SFR(空间频率响应)：常常用于成像系统 1mm的宽度中所能分辨的线对数
每一个空间频率下对应一个MTF值，MTF介于0-1之间
人类的眼睛之所以把一些物体看成白色的是因为人的大脑可以侦测并且更正像这样的 色彩改变，因此不论在阳光、阴霾的天气、室内或荧光下，人们所看到的白色物体颜 色依旧。
深入浅出SensorCRA（主光角）极客笔记
深入浅出SensorCRA（主光角）极客笔记众所周知，sensor的效能与sensor本身的灵敏度与光线入射到sensor的角度有关。
而光线入射到sensor pixel的角度是由Lens的CRA和sensor的Micro Lens开口布局（sensor的CRA）决定的。
CRA是Chief Ray Angle的缩写，意思是主光角。
从镜头的传感器一侧，可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为一个参数，称为主光角(CRA)。
对于主光角的一般性定义是：此角度处的像素响应降低为零度角像素响应(此时，此像素是垂直于光线的)的80%。
我们在挑选Lens的时候会有一个CRA的参数，在选择sensor的时候同样有一个CRA的参数，一般我们要求Lens的CRA曲线与senosr的CRA曲线完全匹配，如果实在不能匹配，我们也要求在同样的像高位置，CRA相差不能超过3度，而且最好是Lens的CRA比sensor的CRA小。
否则将会导致成像照度或色彩问题加入知识星球与更多Camera同学交流- 星球名称：深入浅出Android Camera- 星球ID: 17296815拍摄镜头和传感器之间的接口是整个可拍照手机系统中最重要的接口之一。
随着镜头的长度变得越来越短，光线到达传感器像素位置的角度也就会变得越来越大。
每个像素上都有一个微镜头。
微镜头的主要功能就是将来自不同角度的光线聚焦在此像素上。
然而，随着像素位置的角度越来越大，某些光线将无法聚焦在像素上，从而导致光线损失和像素响应降低。
光线进入每一个像数的角度将依赖于该像素所处的位置，镜头轴心线附近的光线将以接近零角度进入像素中随着它与轴心线的距离曾大，角度也变大.CRA与像素在传感器中的位置是相关的。
光线进入每个像素的角度将依赖于该像素所处的位置。
镜头轴心线附近的光线将以接近零度的角度进入像素中。
随着它与轴心线的距离增大，角度也将随之增大。
CRA与像素在传感器中的位置是相关的，它们之间的关系与镜头的设计有关。
关于Sensor的一些术语
图像术工光区完整像传感器的功工艺上有前照一、图像传COB 封装的图像传感器区域是单像素整的画面。
功能是光电转照式（FSI）、传感器架构的图像传感器器从外观看分素阵列，由多转换。
关键的背照式（B 器绑定金线分感光区域多个单像素点的参数有像素BSI）、堆栈式线后示意（Pixel Arr 点组成。
每个素、单像素尺式（Stack）ray），绑线个像素获取的尺寸、芯片尺等。
以下简Pad，内层电的光信号汇集尺寸、功耗简单介绍。
电路和基板集在一起时组。
技。
感组成镜修头的部通光区理和 CMOS 芯片CMOS 芯片由于光线进修正光线角度的CRA 保持电路架构上通常包含有电区域（Pixel A 和一定的编码片由微透镜层片剖面图进入各个单像度，使光线垂持在一点的偏上，我们加入电源、数据、Array）将光码后通过数据层、滤色片像素的角度不垂直进入感光偏差范围内。
入图像传感器时钟、通讯光信号转换为据接口将电信片层、线路层不一样，因此光元件表面。
器是一个把光讯、控制和同为电信号后信号输出。
层、感光元件此在每个单像。
这就是芯光信号转为电同步等几部分，由暗盒中的件层、基板层像素上表面增片CRA 的概电信号的暗盒分电路。
可以的逻辑电路将层组成。
增加了一个微概念，需要与盒，那么暗盒以简单理解将电信号进行微透与镜盒外为感行处20M 1/2 微米整体一个 友们二、图像传1.像素：指M，像素越多2.芯片尺寸.3inch 等。
3.单像素尺米，1.34微米体性能就相对个相当关键的其他更深入们可以研究探传感器关键参指感光区域内多，拍摄画面寸：指感光区域芯片尺寸越尺寸：指单个米，1.5微米对较高，最终的参数。
入的参数比如探讨。
参数内单像素点的面幅面就越大域对角线距越大，材料成个感光元件的米等。
开口尺终拍摄画面的如SNR，Se 的数量，比如大，可拍摄距离，通常以英成本越高。
的长宽尺寸尺寸越大，单的整体画质相ensitivity，如5Maga 摄的画面的细英制单位表示，也称单像单位时间内进相对较优秀。
影像CRA
影像CRA1.什么是CRA?CRA的英文全称为Chief Ray Angle,Image Sensor存在CRA的原因为Image Sensor表面的Mirco Lens存在FOV（Field of view），而CRA值的大小则取决于Image Sensor的Micro Lens与硅光电二极管的位置存在一个水平误差值，做成这的的目的是为了能够更好的搭配镜头。
选择匹配的Lens&Image Sensor的CRA，可确保捕获更加准确的光子到硅光电二极管中，从而减少光学串扰。
对于小像素的Image Sensor来说，主光线角已成为重要参数。
这是因为光必须通过像素的深度到达像素底部的硅光电二极管，这有助于最大限度地增加正确进入光硅电二极管的光的数量，并减少进入相邻像素的硅光电二极管的光的数量(产生光串扰)。
所以Image sensor在选择镜头时，可以向Image Sensor厂商&镜头厂商索要CRA曲线图进行匹配；一般建议Image Sensor与镜头的CRA角度差控制在+/-3度以内，当然Pixel越小要求越高。
镜头CRA和传感器CRA不匹配的影响：不匹配导致整个图像的颜色不平衡产生串扰，从而导致信噪比(SNR)的降低；因为CCM需要增加数字增益来补偿光电二极管中的信号损失。
CRA不对应会引起影像不清、有雾、反差度低、颜色变淡、景深变小的等问题。
镜头CRA小于Image Sensor CRA会产生Color shading。
Image Sensor小于镜头CRA会产生Lens shading。
所以要首先保证不出现Color shading，因为Lens shading比Color shading更容易通过调试解决。
从上图可以看出镜头的TTL也是决定CRA角度的关键，TTL越低CRA的角度就越大，所以小像素的Image sensor对于相机系统设计时的镜头CRA匹配也至关重要。
通常，出于各种原因，镜头CRA与Image sensor CRA并不完全匹配。
镜头CRA
CRA：chief ray angle 主光线倾斜角；SENSOR存在CRA的原因是表面集光用的微透镜有FOV的问题，超出部分的光线无法被收集；LENS的CRA就是最大像高处的主光线与光轴的倾角；如果LENS与SENSOR的CRA不搭配的话，像高较大的位置，光线会无法被有效收集，shading会被加重；是主光线倾斜角；SENSOR（SENSOR表面有微透镜阵列）和LENS都有的；你只要注意使LENS的小于SENSOR的就行了；今天在看资料的时候，碰到了一个英文缩写CRA，一下子触住了，在各大光学设计论坛找了找，最后在光行天下论坛上找到了答案。
CRA：chief ray angle 主光线倾斜角这个参数有很多名堂，根据网友的一些观点和经验，总结了一下：1、 camera中LENS和SENSOR的CRA需要进行合理的搭配，Sensor接收光能的效应一方面与Sensor本身有关，另一方面还与入射到Sensor上的光线角度有很大关系。
在原来的感光胶片上CRA与照度有关，而如果在CMOS或CCD Sensor上光能的接受效率不仅与CRA有关，还与Sensor的Micro Lens开口布局有关。
因此在做Lens设计的时候CRA要尽量符合Sensor厂家提供的CRA参考值，这样才能和他们的Sensor布局相配合，提高光能接收效率。
其匹配的原则为:Lens的CRA值一定要小于Sensor的Micro Lens CRA值（一般要求LENS和SENSOR的CRA曲线误差在+/-2度），否则将会导致成像照度或色彩问题。
2、生产厂家在Sensor data sheet中会附有全视场CRA参考值，不同sensor厂家有不同的要求，可以按照这个来做设计参考。
3、 SENSOR存在CRA的原因是表面集光用的微透镜有FOV（Field Of View）的问题，超出部分的光线无法被收集；LENS的CRA就是最大像高处的主光线与光轴的倾角；如果LENS 与SENSOR的CRA不搭配的话，像高较大的位置，光线会无法被有效收集，shading会被加重；4、LENS 和SENSOR CRA 搭配是很主要，但目前流传的说法中有一些错误的理论，现说明一下：1.SENSOR 有一个CRA值，也就是SENSOR 的MICRO LENS 与光电二极管的位置存在一个水平误差，并不在一条直线上，做成这样有一定的目的，按通常的做法，因为SENSOR 的MICRO LENS 与光电二极管之间存在一定的距离，这样的做的目的也是为了好搭配LENS。
镜头术语中英文对照
镜头术语中英文对照camera 摄影机shooting angle 拍摄角度high angle shot 俯拍long shot 远景full shot 全景close-up, close shot 特写,近景medium shot 中景background 背景three-quarter shot 双人近景pan 摇镜头frame, picture 镜头still 静止double exposure 两次曝光superimposition 叠印exposure meter 曝光表printing 洗印cinematograph 电影摄影机, 电影放映机cinema, pictures 电影院first-run cinema 首轮影院second-run cinema 二轮影院art theatre 艺术影院continuous performance cinema 循环场电影院film society 电影协会,电影俱乐部film library 电影资料馆premiere 首映式film festival 电影节distributor 发行人Board of Censors 审查署shooting schedule 摄制计划censor’s certificate 审查级别release 准予上映banned film 禁映影片A-certificate A级(儿童不宜)U-certificate U级X-certificate X级(成人级)direction 导演production 制片adaptation 改编scenario, screenplay, 编剧scene 场景exterior 外景lighting 灯光shooting 摄制to shoot 拍摄dissolve 渐隐,化入,化出fade-out 淡出fade-in 淡入special effects 特技slow motion 慢镜头editing, cutting 剪接montage 剪辑recording, sound recording 录音sound effects 音响效果mix, mixing 混录dubbing 配音studio 制片厂,摄影棚(motion)film studio 电影制片厂set, stage, floor 场地properties, props 道具dolly 移动式摄影小车spotlight 聚光灯clapper boards 拍板microphone 麦克风,话筒boom 长杆话筒scenery 布景postsynchronization 后期录音合成。
镜头脚本模板
镜头脚本模板在电影、电视剧、广告等影视作品的拍摄中，镜头脚本是至关重要的一环。
它是导演、摄影师等创作人员的重要工具，能够帮助他们准确地捕捉到影片中每一个镜头的构图、角度、运动和表现手法。
下面是一个常用的镜头脚本模板，希望对你在创作影视作品时有所帮助。
镜头脚本模板。
片名，（填写影视作品的片名）。
导演，（填写导演的姓名）。
摄影师，（填写摄影师的姓名）。
日期，（填写拍摄日期）。
场次，（填写拍摄的场次）。
镜头，（填写镜头的编号）。
位置，（填写镜头拍摄的具体位置）。
画面，（填写画面的描述，包括构图、角度、光影等）。
动作，（填写演员或物体的动作）。
对白，（填写对白内容）。
备注，（填写需要特别说明的事项）。
以上是一个简单的镜头脚本模板，接下来我们将详细介绍每个部分的填写内容。
首先是“片名”，这是影视作品的名称，填写在这里是为了让每个镜头都能与影视作品联系起来，方便后期的整理和编辑。
接着是“导演”和“摄影师”，填写这两个人员的姓名是为了让每个镜头都能与具体的创作人员联系起来，方便后期的拍摄和沟通。
然后是“日期”，这个部分填写拍摄的具体日期，以便后期的整理和编辑。
“场次”部分填写拍摄的具体场次，这也是为了方便后期的整理和编辑。
“镜头”部分填写镜头的编号，这是镜头脚本中非常重要的一部分，能够帮助导演和摄影师准确地找到每一个镜头。
“位置”部分填写镜头拍摄的具体位置，这也是为了方便后期的拍摄和沟通。
“画面”部分是对画面的描述，包括构图、角度、光影等，这是帮助摄影师准确地捕捉到每一个镜头的关键部分。
“动作”部分填写演员或物体的动作，这是为了让每个镜头都能与具体的动作联系起来，方便后期的拍摄和沟通。
“对白”部分填写对白内容，这是为了让每个镜头都能与具体的对白联系起来，方便后期的拍摄和沟通。
最后是“备注”部分，这是填写需要特别说明的事项，例如特殊的拍摄要求、特殊的道具或道具的使用方法等，这也是为了方便后期的拍摄和沟通。
总结：镜头脚本模板是影视作品拍摄过程中非常重要的一环，它能够帮助导演、摄影师等创作人员准确地捕捉到每一个镜头的构图、角度、运动和表现手法。
摄像机镜头工作原理
摄像机镜头工作原理
摄像机镜头是用于捕捉和聚焦光线以形成图像的重要组成部分。
它的工作原理可以简要描述为：
1. 光线进入镜头：当光线从被摄物体反射或透过其他光学元件后进入镜头，它会通过透镜组件进入摄像机。
2. 透镜组件聚焦光线：透镜组件是由一系列不同形状和材料的薄透镜片组成，这些片子可以改变光线的方向和聚焦点。
透镜的曲率和厚度决定了透镜的聚焦能力，从而决定了图像的清晰度和焦点。
3. 聚焦光斑：透镜组件将光线聚焦在焦平面上，形成一个称为聚焦光斑的图像。
聚焦光斑的大小取决于透镜的曲率和光线的入射角度。
4. 光斑转化为电信号：光线经过聚焦后，通过镜头背部的传感器，例如CCD或CMOS芯片，转化为电信号。
这些电信号将
被处理和记录以形成数字图像。
需要注意的是，镜头的质量和设计会直接影响图像的质量和摄像效果。
不同类型的镜头（例如广角镜头、长焦镜头和变焦镜头）具有不同的透镜组件配置和特性，用于满足不同的拍摄需求。
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CRA：chief ray angle 主光线倾斜角；SENSOR存在CRA的原因是表面集光用的微透镜有FOV的问题，超出部分的光线无法被收集；LENS的CRA就是最大像高处的主光线与光轴的倾角；如果LENS与SENSOR的CRA不搭配的话，像高较大的位置，光线会无法被有效收集，shading会被加重；是主光线倾斜角；SENSOR（SENSOR表面有微透镜阵列）和LENS都有的；你只要注意使LENS的小于SENSOR的就行了；今天在看资料的时候，碰到了一个英文缩写CRA，一下子触住了，在各大光学设计论坛找了找，最后在光行天下论坛上找到了答案。
CRA：chief ray angle 主光线倾斜角这个参数有很多名堂，根据网友的一些观点和经验，总结了一下：1、 camera中LENS和SENSOR的CRA需要进行合理的搭配，Sensor接收光能的效应一方面与Sensor本身有关，另一方面还与入射到Sensor上的光线角度有很大关系。
在原来的感光胶片上CRA与照度有关，而如果在CMOS或CCD Sensor上光能的接受效率不仅与CRA有关，还与Sensor的Micro Lens开口布局有关。
因此在做Lens设计的时候CRA要尽量符合Sensor厂家提供的CRA参考值，这样才能和他们的Sensor布局相配合，提高光能接收效率。
其匹配的原则为:Lens的CRA值一定要小于Sensor的Micro Lens CRA值（一般要求LENS和SENSOR的CRA曲线误差在+/-2度），否则将会导致成像照度或色彩问题。
2、生产厂家在Sensor data sheet中会附有全视场CRA参考值，不同sensor厂家有不同的要求，可以按照这个来做设计参考。
3、 SENSOR存在CRA的原因是表面集光用的微透镜有FOV（Field Of View）的问题，超出部分的光线无法被收集；LENS的CRA就是最大像高处的主光线与光轴的倾角；如果LENS 与SENSOR的CRA不搭配的话，像高较大的位置，光线会无法被有效收集，shading会被加重；4、LENS 和SENSOR CRA 搭配是很主要，但目前流传的说法中有一些错误的理论，现说明一下：1.SENSOR 有一个CRA值，也就是SENSOR 的MICRO LENS 与光电二极管的位置存在一个水平误差，并不在一条直线上，做成这样有一定的目的，按通常的做法，因为SENSOR 的MICRO LENS 与光电二极管之间存在一定的距离，这样的做的目的也是为了好搭配LENS。
2.LENS 也存在一个CRA值，这在LENS设计的时候就是要考虑的内容，根据SENSOR 的CRA 值进行设计，偏差在2度以内为佳，太大了，容易造成受光不足和偏色。
3.并不是LENS CRA 越小越好，有人认为0度是最佳的，那也是不对的，只能说与SENSOR 的CRA 越接近越好。
微透镜提高了填充系数填充系数是指在曝光过程中曝光的像素区域的比例。
理想情况下，该值为100 %。
由于除光敏光电二极管以外，传感器表面还有其它元件，根据传感器技术，该值可能降低30~50 %左右。
使用微透镜可以对此进行补偿，并将填充系数提高到90 %或以上。
微透镜通过收集光电二极管上的光线，以增加传感器可用区域。
图11: 使用微透镜提高有效填充系数图12: CMOS像素设计，带Bayer滤光片（红色）和微透镜带CRA 校正的微透镜部分传感器配备了微透镜，能够对传感器边缘进行补偿。
这些微透镜能够补偿倾斜入射光生成的阴影。
入射光角度叫做主光角（CRA），而微透镜补偿叫做CRA校正。
微透镜的平移量单位为度（°）。
该微透镜是指传感器各角落的微透镜。
图13: 不带CRA校正的微透镜图14:无CRA校正时捕捉的图像显示阴影图15: 带CRA校正的微透镜图16: 有CRA校正时捕捉的图像由于技术原因，数字图像传感器只能检测亮度信息，无法检测色彩信息。
为了生产彩色传感器，每个光电管（像素）上都应用了彩色滤片。
下图所示的是彩色滤片的排列。
每四个像素中的两个像素各有一个绿色-滤片，其余两个像素一个像素具有红色-滤片，另一个像素具有蓝色滤片。
这种色彩分布与肉眼感色灵敏度相对应，称为拜尔模板。
利用拜尔模板可以正确计算出每个像素的亮度和色彩信息。
利用拜尔模板可以正确计算出每个像素的亮度和色彩信息。
拜尔模板保留了全传感器分辨率。
图17: Bayer RGB模板Bayer 转换Bayer 转换，也叫做去拜尔（de-Bayering），用于确定原始传感器数据（原始Bayer）中的色彩信息。
大多数uEye 相机传输图像数据到计算机时默认使用原始Bayer 格式。
然后计算机调用uEye API 的函数进行图像数据转换用于图像显示或进一步处理。
所有USB 3 uEye CP/LE/ML 相机还支持内部去拜尔功能。
在这种情况下，彩色图像在传输至计算机时已处理完毕。
这样可以降低计算机CPU 负荷。
需要注意的是确保相机的传输带宽足够。
为了转换颜色，滤波器掩码在图像上移动，并根据周围像素计算每个像素的颜色值。
uEye API 支持两个滤波器掩码，这两个滤波器掩码的图像质量和CPU负荷不同。
•普通质量（IS_CONV_MODE_SOFTWARE_3X3/IS_CONV_MODE_HARDWARE_3X3模式）使用较小的滤波器掩码进行转换。
本算法产生的CPU 负荷较低。
滤光片的平均化功能可能会导致图像轻微模糊，但会减少图像噪声。
本滤光片适用于对图像进行处理。
•高质量（IS_CONV_MODE_SOFTWARE_5X5模式）使用大滤波器掩码进行转换。
本算法可以实现精确的色彩定位和增强的图像细节。
在使用大滤波器掩码进行转换时，CPU 负荷要高于普通滤波器掩码。
这种滤光片适用于可视化应用。
图18: 使用标准掩码进行拜尔转换A “Vision” of the Future FSI and BSI Image Sensor TechnologyAptina Imaging Corporation公司供稿过去30年中，聚光技术和半导体制造工艺的创新对图像传感器像素技术产生了重大影响。
例如，最初便携式摄像机采用的图像传感器为25微米像素，而如今，手机相机中传感器的像素尺寸只有1.4微米。
目前，市场对像素尺寸的需求小至1.1微米，即使存在一些相关制造挑战，图像传感器制造商也能够提供更高的成像性能。
标准IC制造工艺和成像专用工艺在不断进步，促进了采用前面照度(FSI)技术的图像传感器的开发。
在这种技术中，如同人眼鹰一样，光落在IC的前面，然后通过读取电路和互连，最后被汇聚到光电检测器中。
FSI为目前图像传感器所采用的主流技术，具有已获证实的大批量生产能力、高可靠性和高良率以及颇具吸引力的性价比等优势，大大推动了其在手机、笔记本电脑、数码摄像机和数码相机等众多领域的应用。
这些优势，再加上高性能特性，使得这种技术具有独特的成本、性能和价值定位，未来应用有望进一步扩展。
不过，由于光波长不变，像素不断缩小，FSI技术存在其物理局限性。
为了解决这个问题，最近推出的一些新技术从背面对传感器进行照明，即采用背面照度技术(BSI)，从而有效去除了光路径上的读取电路和互连。
BSI技术拥有得到更高量子效率(QE)的潜在优势，前景十分诱人。
但同时也带来了更高成本、更大串扰和制造挑战等问题，这意味着只要FSI图像传感器还能够满足当前市场的性能要求，推迟向BSI的过渡也许是有利的。
如今，BSI技术仅仅开始用于制造对传感器成本提高并不是特别敏感的高端消费类相机等产品。
FSI技术概述传统上，图像传感器按照制造流程而设计。
因此，对最终器件而言，光是从前面的金属控制线之间进入，然后再聚焦在光电检测器上。
一直以来，对于较大的像素，FSI都十分有效，因为像素堆叠（pixel stack）高度与像素面积之比很大，致使像素的孔径也很大。
日益缩小的像素需要一系列像素技术创新来解决前面照度技术在材料和制造方面的局限性。
比如，FSI已经采取众多创新技术和工艺改进，如形状优化微透镜、色彩优化滤光、凹式像素阵列、光导管和防反射涂层等技术，以优化FSI像素的光路径。
进入FSI像素的光最初被带有防反射涂层的微透镜（microlen）聚焦，该微透镜也作为孔径使用。
在手机中，微透镜的设计必需能够满足镜头质量和更大主光角（chief ray angle）要求。
光通过微透镜，汇聚在针对微光响应和信噪比(SNR)优化而设计、具有最佳密度和厚度的彩色滤光器上，确保被完全分离为三原色分量。
微透镜的曲率和厚度必须精心选择，以使色彩滤波器传输的光尽可能多地为光导管所接收。
图1 像素中的光传播和光电转化简单图解虽然光导管是设计用于聚集从微透镜发出的光，并使其以窄光束形式通过互连金属和隔离堆叠，但它仍然能够有效缩短光堆叠高度(见图1中心的示意图)，使平行光束被导入光电二极管区域(图2)。
光导管必须汇聚由孔径确定的光锥和主光角(CRA)范围内的任何光线。
更先进的半导体制造工艺采用更小的特征尺寸，并从铝工艺转向铜工艺，能够提供更窄的金属宽度，实现更宽的光导管。
结合这些改进，像素阵列可以是凹式，把像素阵列之上的堆叠高度降至仅两个金属层的厚度。
图2 带有光导管的FSI像素阵列能够减少光散射，使光功率集中在光电二极管的区域一旦光导管把光子传送到硅片表面，光电二极管开始工作。
鉴于硅片的光吸收特性，光电二极管的区域应该延伸至几个微米的深度。
在设计光电检测器时，可把耗尽深度（depletion depth）延伸入硅晶圆，使光子收集与保存的空间分辨率最大化(见图1最右边的示意图)。
其关键在于尽量增大相邻光电二极管之间的隔离，并形成一个深结(deep junction)，以消除较大波长光子产生的、没有在光电二极管中被吸收的任何光电荷。
FSI的优点先进的FSI像素采用设计优化光导管，可降低串扰。
这些光导管还能够增大入射光的接收角，从而允许相机采用主光角更大的镜头，并为相机模块设计提供更大的灵活性，比如模块高度可以更小。
在1.4 微米像素下对BSI和FSI技术进行比较可看出，FSI 能以更低的成本获得同等的性能。
这种成本优势可能源于其需要更少的工艺步骤，以及因其制造工艺更成熟而获得的更高良率。
考虑到FSI串扰更小，BSI的QE更高，两者的成像性能和信噪比(SNR)基本相等或接近。
最近，图像传感器公司Aptina Imaging Corporation开发出Aptina A-Pix FSI 技术，采用新的宽型光导管、更先进的微透镜和光学层，以及深度光电二极管，提升了FSI技术的能力。
利用65nm 像素设计规则的先进半导体制造工艺，可以实现更宽的金属开口，从而能够在像素中插入更大的光导管，使更多的光子通过互连层，并在深度光电二极管中有效捕捉这些光子。