蘋果為一種新型圖像傳感器申請了專利,未來iPhone和其他蘋果設備或將憑借這一技術,拍攝出動態范圍接近人眼水平的照片和視頻。
Y.M.Cinema雜志率先發現了這項名為“具有高動態范圍和低噪聲堆疊像素的圖像傳感器”的專利。專利描述了一種先進的傳感器架構,它將堆疊式硅層、多級光捕獲以及芯片上噪聲抑制機制相結合,可實現高達20檔的動態范圍。
相比之下,人眼的動態范圍估計在20至30檔之間,具體取決于瞳孔的調節方式以及光線隨時間的處理方式。如今,大多數智能手機相機的動態范圍在10至13檔之間。倘若蘋果提出的這款傳感器能夠發揮其潛力,不僅會超越當前iPhone的性能,還將超越許多專業電影攝像機,例如ARRI ALEXA 35。
專利概述了一種由兩層組成的堆疊式傳感器設計。上層稱為傳感器芯片層,包含捕獲光線的部件。下層邏輯芯片層負責處理工作,包括降噪和曝光控制。
目前,蘋果在iPhone全系列產品中使用的傳感器均由索尼制造。這些傳感器也采用兩層設計,但蘋果的版本包含多項原創特性,且占用空間更小。
傳感器設計中最重要的部分之一是一個名為橫向溢出積分電容器(LOFIC)的系統。該系統允許傳感器中的每個像素根據場景的亮度存儲不同量的光線,且所有操作都在同一張圖像中完成。借助這一系統,傳感器能夠處理極其寬泛的照明差異,例如一個人站在明亮的窗戶前,同時不會丟失陰影或高光部分的細節。
設計的另一部分重點在于降低圖像噪聲和顆粒感。每個像素都有自己內置的存儲電路,能夠實時測量并抵消與熱量相關的電子噪聲。這一過程在芯片上完成,在圖像被軟件保存或編輯之前就已實現。
專利申請并不能作為蘋果近期計劃的證據,但它們確實表明了該公司積極研究的領域和興趣所在,以及它正在考慮為未來設備開發哪些技術。