Apple brevetta un nuovo sensore d’immagine con gamma dinamica elevata simile all’occhio umano

Apple ha depositato un brevetto per un nuovo tipo di sensore d’immagine che potrebbe permettere ai futuri iPhone e ad altri dispositivi Apple di catturare foto e video con livelli di gamma dinamica prossimi a quelli dell’occhio umano.

Il brevetto, intitolato “Sensore d’immagine con pixel impilati ad alta gamma dinamica e basso rumore“, è stato scoperto per la prima volta dalla rivista Y.M.Cinema e descrive un’architettura avanzata del sensore che combina silicio impilato, più livelli di cattura della luce e meccanismi di soppressione del rumore integrati nel chip, in grado di raggiungere fino a 20 stop di gamma dinamica.

Per un confronto, si stima che la gamma dinamica dell’occhio umano sia compresa tra 20 e 30 stop, a seconda di come la pupilla si adatta e di come la luce viene elaborata nel tempo. La maggior parte delle fotocamere degli smartphone oggi cattura tra 10 e 13 stop. Se il sensore proposto da Apple raggiungerà il proprio potenziale, non solo supererà gli attuali iPhone, ma potrebbe anche superare molte cineprese professionali, come la ARRI ALEXA 35.

Il brevetto descrive un design a sensore impilato composto da due livelli. Lo strato superiore, chiamato “sensor die”, contiene le parti che catturano la luce. Lo strato sottostante, chiamato “logic die”, si occupa dell’elaborazione, inclusa la riduzione del rumore e il controllo dell’esposizione.

Attualmente Apple utilizza sensori prodotti da Sony per tutta la gamma iPhone. Questi sensori hanno anch’essi un design a due strati, ma la versione Apple presenta diverse caratteristiche originali e occupa meno spazio.

Una delle componenti più importanti del design del sensore è un sistema denominato Lateral Overflow Integration Capacitor (LOFIC). Questo permette a ciascun pixel del sensore di immagazzinare quantità diverse di luce in base alla luminosità della scena, tutto nella stessa immagine. Grazie a ciò, il sensore può gestire differenze di illuminazione estremamente ampie, come una persona davanti a una finestra luminosa, senza perdere dettagli nelle ombre o nelle alte luci.

Un’altra caratteristica riguarda la riduzione del rumore e della grana nelle immagini. Ogni pixel ha un circuito di memoria integrato che misura e annulla in tempo reale il rumore elettronico causato dal calore. Questa operazione avviene direttamente sul chip, prima che l’immagine venga salvata o modificata dal software.

Il deposito di brevetti non deve essere interpretato come una prova di piani immediati di Apple, ma indica aree di ricerca attiva e interesse per l’azienda, oltre a ciò che potrebbe sviluppare per i dispositivi futuri.