三星電子執行副總裁暨系統半導體感光元件事業部負責人Yongin Park

拍照或錄影不再僅是為了紀念特殊時刻，而是已成為現代生活中的一部分。點開手機相機即可記錄美味佳餚、最新舞姿，甚至今天的髮型，更可以即時與好友分享。如此無縫的行動體驗，全仰賴日新月異的卓越手機攝影技術，而此革新進展的核心即是將光線轉化為數據資料的手機晶片－感光元件。

眼睛是人體用來感知世界的感光元件，其解析度約5億畫素。相較市場上眾多提供4000萬畫素解析度的單眼相機，以及1200萬畫素的智慧型手機，但在這產業中，要達成媲美人眼的感知能力，仍有很長的一段路要走。

若盡可能將更多畫素蒐羅至感光元件中，方法看似簡單，卻會導致龐大的感光元件佔據裝置空間。現今的智慧型手機不僅配備百萬級畫素，更搭載高螢幕佔比、纖薄設計等領先規格，因此畫素面積必須縮減，讓感光元件以小巧尺寸呈現。

另一方面，由於各畫素接收光線訊息的區塊較小，畫素越小可能會造成影像模糊或黯淡失色，感光元件內的畫素數量與尺寸之間的難題，則仰賴優異技術來取得平衡。

尖端畫素技術

憑藉領導技術與記憶體業務的豐富經驗，三星持續設法解決感光元件的平衡難題。2019年5月三星推出業界首創6400萬畫素感光元件，並於短短半年後，成功將1億800萬畫素感光元件引進市場。

三星最新的1億8百萬畫素感光元件（ISOCELL Bright HM1），即是運用「Nonapixel專利技術」，可大幅提升畫素吸收的進光量。與先前搭載2×2矩陣的Tetrapixel技術相比，Nonapixel技術擁有3×3畫素結構，可將九個 0.8μm畫素，合併成一個2.4μm畫素。這也減緩低光源設定下光線不足的問題。

2019年，三星更率先推出以0.7μm畫素為基礎的感光元件。過去業界公認可縮減的最小像素尺寸為0.8μm，但對我們的工程師來說，「技術限制」只是激發創新的另一個挑戰契機。

超乎想像的感光元件

目前多數相機僅可拍攝光源波長介於450到750奈米間且人眼可見的照片，而可偵測該波長範圍以外的感光元件雖難以取得，卻可造福多方領域。例如：可感知紫外線的感光元件，透過照片上呈現不同顏色的健康細胞與癌細胞，藉此診斷皮膚癌；可感知紅外線的感光元件，能應用於農業和其他產業，使品質控管效率更上一層樓，期望未來，三星甚至可研發出偵測人眼看不見的微生物感應器。

三星不僅研發感光元件，更同步探索可記錄氣味或味道的其他感應器。這些超越人類感知的感應器，不久後將會成為日常生活中不可或缺的一部分，我們看好該類感應器的潛在價值，它能化無形為有形，並幫助人們感知人體無法察覺不到的事物。

朝向滿足所有產品需求的6億畫素邁進

感光元件迄今主要運用於智慧型手機領域，但未來即將導入如自動駕駛、物聯網與無人機等新興產業。三星很榮幸能引領小畫素、高解析度感光元件之趨勢，此趨勢將延續到2020年以後，並預計將透過全面性的產品組合，來應對下一波創新科技浪潮。三星不斷推陳出新，致力開創畫素技術的無限可能，期望打造出超越人眼，並能捕捉更多細節的感光元件。

※2022年8月針對「Nonapixel」與「Tetrapixel」技術性名詞進行修訂，以提供更準確資訊。

全球先進半導體技術領導品牌三星電子，發表新世代1億800萬像素影像感測器－Samsung ISOCELL Bright HM1^(註一)。借助從Nonapixel、Smart-ISO到即時HDR的一系列光學增強技術，即使在極端的照明條件下，ISOCELL Bright HM1也能產生更明亮、細節更豐富的1億800萬像素照片，並能以每秒24幀的速度（fps）拍攝清晰的8K高畫質影片。

三星電子感光元件事業部執行副總裁Yongin Park表示：「為了捕捉生活中的精彩瞬間，紀念深具意義的重要時刻，三星不遺餘力地推動像素和邏輯技術的創新，即使處於低光源環境中，其ISOCELL影像感測器也能帶來動人的成像品質。結合Nonapixel和Smart-ISO技術，1億800萬像素的ISOCELL Bright HM1能在不同照明環境中，拍出栩栩如生的高解析度照片。

ISOCELL Bright HM1尺寸達1 / 1.33英吋，可容納1億800萬個0.8μm大小的像素，搭載領先業界的先進Nonapixel技術，能在低光源下產生更明亮的影像。2017年，三星推出像素合併技術Tetrapixel，採用特殊的2X2陣列，能將4個相鄰的像素，合併成單一的大像素。Nonapixel則是Tetrapixel的進階版，採用3X3的像素結構。在HM1當中，Nonapixel能將9個相鄰的0.8μm像素合併起來，模擬尺寸更大的2.4μm像素，其進光量可達到Tetrapixel的兩倍以上。

隨著鄰接元件數量的增加，色彩串擾亦隨之增加，使像素合併技術更具挑戰性。儘管這些挑戰使Nonapixel在理論面上受到侷限，但在三星ISOCELL Plus技術的加持下，HM1能大幅降低色彩串擾，使光學損耗和光學反射降至最低。

HM1借助其他進階像素技術，讓Nonapixel在各種光源條件下達到絕佳的成像效果。舉例來說，HM1的Smart-ISO技術能智慧選擇最佳的ISO值，帶來生動逼真的影像。在低光源場景中，調高ISO值；當環境光源較為明亮時，調降ISO值以控制曝光。

HM1的即時HDR技術能在具有高攝影難度的混合光環境中，進行曝光優化，產生更自然的動態影片和靜態照片。HM1藉由為每個像素分配最合適的曝光值，同時以不同曝光值捕捉場景，並在預覽和攝影二種模式下，即時生成HDR影像。為獲得更清晰的成像效果，HM1支援陀螺儀的電子圖像穩定（EIS），以及高性能相位偵測自動對焦技術Super PD，實現快速準確的自動對焦。

HM1讓使用者以高達3倍的混合光學變焦，預覽和捕捉主角的全景和特寫鏡頭，以維持高畫質影像。其運作原理是利用嵌入式硬體IP直接轉換像素，而非交由行動處理器來執行。挾1億800萬像素的卓越優勢，該款感測器還能以1,200萬像素的解析度，不需放大即可產生高達3倍變焦的影像。

三星ISOCELL Bright HM1目前正在量產中。

^{註一：三星於2013年推出自家的ISOCELL技術，其運作原理是在像素之間形成一道物理性絕緣體以避免色彩串擾，讓小尺寸的像素實現更高的色彩逼真度。基於這項技術，三星電子領先業界於在2015年推出1.0um像素影像感測器，並於2017年推出0.9像素影像感測器，2018年6月，三星電子推出了升級的像素隔離技術ISOCELL Plus。}

^{※2022年8月針對「Nonapixel」與「Tetrapixel」技術性名詞進行修訂，以提供更準確資訊。}