Apple запатентувала сенсор, здатний знімати з динамічним діапазоном, наближеним до людського ока

Apple подала патент на нову технологію сенсора зображення, яка може дозволити майбутнім iPhone та іншим пристроям компанії знімати фото та відео з рівнем динамічного діапазону, майже порівнянним із можливостями людського зору.

Патент під назвою «Сенсор зображення зі складеними пікселями, що має високий динамічний діапазон і низький рівень шуму» ( Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise) був уперше помічений виданням Y.M.Cinema Magazine. У документі описується просунута архітектура сенсора, заснована на багатошаровій кремнієвій структурі, багатоканальному захопленні світла та вбудованих механізмах придушення шуму. Згідно з описом, така система здатна досягати динамічного діапазону до 20 стопів.

Для порівняння: динамічний діапазон людського ока оцінюється приблизно в 20–30 стопів, залежно від умов освітлення та адаптації зіниці. Сучасні смартфони зазвичай фіксують від 10 до 13 стопів. Якщо Apple вдасться реалізувати свою технологію в повному обсязі, сенсор зможе не тільки перевершити нинішні iPhone, а й залишити позаду професійні кінокамери на кшталт ARRI ALEXA 35.

Згідно з патентом, сенсор складається з двох шарів. Верхній, званий сенсорним кристалом (sensor die), відповідає за захоплення світла, а нижній, логічний кристал (logic die) займається обробкою сигналу — придушенням шуму і контролем експозиції.

На даний момент Apple використовує сенсори Sony у всій лінійці iPhone. Пристрої Sony також використовують двошарову архітектуру, але рішення Apple включає оригінальні розробки і при цьому займає менше місця. Ключовим елементом нової конструкції є система, звана Lateral Overflow Integration Capacitor (LOFIC) — «бічний інтеграційний конденсатор з надлишковим зарядом». Завдяки їй кожен піксель сенсора може зберігати різну кількість світла залежно від яскравості сцени, в межах кадру. Це дозволяє ефективно знімати сцени з різкими перепадами освітлення — наприклад, людину на тлі яскравого вікна — без втрати деталей як у тінях, так і у світлих ділянках.

Інший важливий компонент сенсора — система придушення шуму. Кожен піксель оснащений вбудованою пам'яттю, яка в реальному часі компенсує теплові та електронні шуми ще до того, як зображення буде збережено або оброблено програмно.