苹果研发突破性图像传感器技术 实现与人眼相当的动态范围

苹果公司已为一种新型图像传感器申请了专利，该传感器可以使未来的 iPhone 和其他苹果设备能够拍摄动态范围接近人眼的照片和视频。该专利名为“具有高动态范围和低噪声的堆叠像素图像传感器”，最早由YMCinema 杂志发现，它描述了一种先进的传感器架构，该架构结合了堆叠硅片、多层光捕获和片上噪声抑制机制，可达到高达 20 档的动态范围。

相比之下，人眼的动态范围估计约为 20 到 30 档，具体取决于瞳孔的调节方式以及光线随时间的变化。目前大多数智能手机摄像头的动态范围在 10 到 13 档之间。如果苹果提出的传感器能够充分发挥其潜力，它不仅会超越目前的 iPhone，还会超越许多专业电影摄影机，例如 ARRI ALEXA 35。

该专利概述了一种由两层组成的堆叠式传感器设计。顶层称为传感器芯片，包含捕捉光线的部件。底层称为逻辑芯片，负责处理包括降噪和曝光控制在内的各种处理。

目前，苹果全线iPhone产品线均采用索尼制造的传感器。这些传感器也采用双层设计，但苹果的版本保留了多项原创功能，占用空间更小。

传感器设计中最重要的部分之一是名为“横向溢流积分电容器”（LOFIC）的系统。该系统允许传感器中的每个像素根据场景亮度存储不同量的光，并将所有光量都存储在同一幅图像中。借助此功能，传感器可以处理极宽的光照差异，例如一个人站在明亮的窗户前，而不会丢失阴影或高光部分的细节。

该设计的另一部分重点在于降低图像噪点和颗粒感。每个像素都有其内置的存储电路，可以实时测量并消除与热相关的电子噪声。这一过程在芯片上完成，在图像被保存或通过软件编辑之前。

专利申请不能作为苹果近期计划的证据，但它们确实表明了该公司积极研究和感兴趣的领域，以及正在考虑开发的未来设备。