Apple запатентовала сенсор, способный снимать с динамическим диапазоном, приближенным к человеческому глазу

Apple подала патент на новую технологию сенсора изображения, которая может позволить будущим iPhone и другим устройствам компании снимать фото и видео с уровнем динамического диапазона, почти сравнимым с возможностями человеческого зрения.

Патент под названием «Сенсор изображения со сложенными пикселями, обладающий высоким динамическим диапазоном и низким уровнем шума» (англ. Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise) был впервые замечен изданием Y.M.Cinema Magazine. В документе описывается продвинутая архитектура сенсора, основанная на многослойной кремниевой структуре, многоканальном захвате света и встроенных механизмах подавления шума. Согласно описанию, такая система способна достигать динамического диапазона до 20 стопов.

Для сравнения: динамический диапазон человеческого глаза оценивается примерно в 20–30 стопов, в зависимости от условий освещения и адаптации зрачка. Современные смартфоны обычно фиксируют от 10 до 13 стопов. Если Apple удастся реализовать свою технологию в полном объеме, сенсор сможет не только превзойти нынешние iPhone, но и оставить позади профессиональные кинокамеры вроде ARRI ALEXA 35.

Согласно патенту, сенсор состоит из двух слоев. Верхний, называемый сенсорным кристаллом (sensor die), отвечает за захват света, а нижний, логический кристалл (logic die), занимается обработкой сигнала — подавлением шума и контролем экспозиции.

На данный момент Apple использует сенсоры Sony во всей линейке iPhone. Устройства Sony тоже применяют двухслойную архитектуру, но решение Apple включает оригинальные разработки и при этом занимает меньше места. Ключевым элементом новой конструкции является система, называемая Lateral Overflow Integration Capacitor (LOFIC) — «боковой интеграционный конденсатор с избыточным зарядом». Благодаря ей каждый пиксель сенсора может хранить разное количество света в зависимости от яркости сцены, в пределах одного кадра. Это позволяет эффективно снимать сцены с резкими перепадами освещения — например, человека на фоне яркого окна — без потери деталей как в тенях, так и в светлых участках.

Другой важный компонент сенсора — система подавления шума. Каждый пиксель оснащен собственной встроенной памятью, которая в реальном времени компенсирует тепловые и электронные шумы еще до того, как изображение будет сохранено или обработано программно.