Nikon 最近發表了一款 1吋 １,784 萬像素堆疊式 CMOS，可以最快 1000 fps 的速率拍攝4K影像，似為針對拍攝影片而設。該技術剛於2月15日於美國三藩市的 ISSCC 研討會 (International Solid-State Circuits Conference，即國際固態電路研討會) 內發表。

該 CMOS 的規格如下： 

  • 1,784萬像素(4224 x 4224像素或4k x 4k)
  • 最快1,000 fps 拍攝速率
  • 支援4K影片
  • 像素尺寸 2.7 μm
  • 65 nm BSI + 65 nm staked CMOS 技術 (背景加推疊式)
  • 具備業界最高水平的HDR處理能力，在1000 fps 時動態範圍為110 dB 訊噪比，在60fps 時動態範圍為 134 dB 訊噪比。
1000 fps 高速拍攝可以捕捉瞬間即逝的影像，例如圖例中打火機的火光一刻。

在結構上，該 CMO 採用微細間距分層連接技術(fine-pitch layered)，可處理尺寸僅為 2.7 um 的像素，並能直接由底部晶片的電路控制頂部晶片與 CMOS。

此外，它最突出的技術在於可以控制畫面上每個區域的曝光度。該晶片以 16 × 16 像素為一塊，並將 264 × 264 塊(共 4224 × 4224 像素)劃分並排列在同一畫面上。在進行曝光時，可以從底部晶片精確地控制畫面上每個個別區域的曝光時間。

曝光塊結構圖解
264 X 264 列陣塊運作解說

此功能展現超寬動態範圍，即使面對光差極大的環境，仍可以一口氣拍攝整個畫面，不會出現暗位死黑，而高光位過曝的情況。對於影片後期製作來說，可以減省很多事前苦於計算曝光值的問題或事後局部調整的工序，可謂非常實用。

在發表技術的同時，Nikon 也提供了一張實例展示該 CMOS 的動態範圍表現。相片可以看見同一個場內分開兩邊，一邊刻意放置強光源製造光差。在同一時間曝光下，兩邊能做到接近平均地曝光。
而用一般相機下的例子，如果想兩邊都正常曝光，則一定要拍攝兩張只能兼顧一邊的相片，另一邊會出現曝光不足(左)或過曝的情況(右)。

據 Nikon 的解說，目前業內需要的感光元件除需要應付數碼相機及手機需求外，亦要兼顧工業需求如汽車業。而各行各業均希望感光元件能做到輕、細、高速率、寬動態範圍及高解像度等，所以決意推出這款產品以應對市場需求。較早前 Nikon 將所有相機生產線撤出日本，並將基地改為開發影片技術用途，估計這片高規格的 CMOS 就是他們改變營運路線的第一炮，或許會為 Nikon 的業務帶來希望。

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來源：Nikon Rumors