Nikon 已成功開發層疊式 CMOS 感光元件

再快的速度、黑暗到明亮,都能提供高解晰度及高動態範圍



Nikon 總部於日前國際固態電路研討會(ISSCC)發表全新研發技術:1784 萬有效畫素之 1 吋 CMOS 感光元件,將實現 1000 fps、110 dB HDR、4K 高解析度影像拍攝。
 


 

【開發背景】

作為光學設備製造公司,Nikon 一直以來從事光學技術、精密測量、用於尖端感光元件之處理和材料技術研發,而感光元件更是影像技術的核心。現今,感光元件不僅普遍使用在數位相機和智慧型手機等影像領域,亦廣泛用於汽車等各種工業領域。在這些領域當中,皆欲實踐小型、輕量、高影格速率、高動態範圍和高解析度的感光元件需求。


對引領影像產業的 Nikon 而言,感光元件技術的發展勢必不缺席。我們將依據市場需求繼續元件研發。

 

【主要特點】

一、業界最高水準,兼具 110 dB HDR 處理能力及 1000 fps 高速攝影*

此次開發的感光元件採微細間距層疊連接技術,可處理 2.7 μm 大小之畫素,即使為 1 吋 CMOS,也能直接由其底部晶片的邏輯電路控制頂部晶片。再者,4K × 4K 超高畫質加上業界最佳水準的高動態範圍(High Dynamic Range, HDR)處理,使每秒 1000 影格數(fps)時輸出 110 dB(訊噪比)。1000 fps 可作用在快速畫面分格動作拍攝;如 60 fps 則可呈現 134 dB 的 HDR。

此指 2.7 μ 或更小。根據 Nikon 調查,統計期間截至 2021 年 2 月 15 日。


二、可控制畫面每個區域的曝光度

頂部晶片以 16 × 16 畫素為一塊,再以 264 × 264 塊(4224 × 4224 畫素)劃分配置於一個畫面上。捕捉畫面同時,可從底部晶片來精準控制畫面上的每個區域之曝光時間。

使用此功能時,可表現出相當寬的動態範圍,即使拍攝主體或場景有著明暗極高反差,也能完整拍下畫面,而不會出現暗部太暗或亮部過曝。

 
▲右邊兩張為一般相機所拍攝之圖像,而左邊則為此 CMOS 拍攝之成像。可以清楚見到寬動態範圍下的亮部及暗部呈現。

 

【主要規格】

● 65 nm 背照式 (BSI) + 65 nm 層疊式 (Stacked) CMOS

● 1 吋 CMOS 感光元件

● 2.7 × 2.7 μm 畫素尺寸

● 1000 fps 影格率

● 動態範圍:110 dB(1000 fps 時);134 dB(60 fps 時)

● 1784 萬有效畫素(4224 × 4224 畫素)


有關產品開發資訊,請見 Nikon Corporation 說明。

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