Apple запатентовала инновационный датчик изображения с расширенным динамическим диапазоном

Стало известно о новой патентной заявке Apple, которая может ознаменовать собой существенный прорыв в области разработки сенсоров изображения. Заявка под названием Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise описывает датчик с невероятным динамическим диапазоном в 120 дБ (почти 20 ступеней), что значительно превосходит показатели современных профессиональных кинокамер, таких как ARRI ALEXA 35.

Ключевым новшеством является использование трёхтранзисторной (3Т) архитектуры пикселей вместо традиционной четырёхтранзисторной (4Т). Несмотря на то, что 3Т-дизайн обычно считается более простым, но и более шумным, Apple удалось добиться снижения шумов. В частности, патент описывает использование схемы LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor) — латерального конденсатора интеграции переполнения. Эта технология позволяет обеспечить автоматическую адаптацию к экстремальным условиям освещения – от слабого до яркого солнечного света – без необходимости автоматической регулировки экспозиции.

Датчик выполнен в виде двухслойной конструкции: сенсорного чипа (с фотодиодами и аналоговой схемой) и логического чипа (для обработки данных, подавления шумов и управления). Такой подход, аналогичный тому, что используется Sony, позволяет разместить сложную электронику в более тонком модуле, что подходит для смартфонов и устройств дополненной реальности, таких как Apple Vision Pro. Дополнительно, каждый пиксель содержит встроенную схему измерения шума, которая позволяет в реальном времени вычитать тепловые шумы (kTC), обеспечивая чистоту изображения даже при слабом освещении без необходимости пост-обработки или использования алгоритмов искусственного интеллекта.

Потенциальное применение этой технологии обширно. Включение её в будущие модели iPhone, например, iPhone 17 Pro, или Apple Vision Pro 2, может привести к появлению кинематографического HDR на мобильных устройствах, возможности съёмки видео без шумов в реальном времени и профессионального качества изображения в ультратонких форм-факторах.

Реализация описанной в патенте технологии может произвести революцию в мобильной кинематографии, создании контента HDR для потокового вещания, повышении качества визуализации в AR/VR. Если Apple интегрирует этот датчик с процессором Neural Engine, то это ещё больше расширит его возможности в экстремальных условиях.

Важно, что патент лишь защищает идею, а не гарантирует её практическую реализацию. Apple может принять решение о невозможности серийного производства данного сенсора.