蘋果新專利曝光：相機(jī)傳感器動(dòng)態(tài)范圍逼近人眼水平

日期：2025-07-04 瀏覽：　

　　蘋果公司正在研究一項(xiàng)新的圖像傳感器技術(shù)，該技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20 檔的動(dòng)態(tài)范圍，這一水平不僅超越了 ARRI ALEXA 35 專業(yè)電影攝像機(jī)，還接近人類眼睛的平均動(dòng)態(tài)范圍。

　　根據(jù)Y.M.CinemaMagazine 發(fā)現(xiàn)的蘋果一項(xiàng)名為“具有高動(dòng)態(tài)范圍和低噪聲的堆疊像素圖像傳感器”的專利，蘋果計(jì)劃開發(fā)一款下一代傳感器，其動(dòng)態(tài)范圍可與當(dāng)前專業(yè)電影攝像機(jī)相媲美。該專利詳細(xì)描述了一種堆疊式傳感器設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 20 檔的動(dòng)態(tài)范圍，這意味著在同一畫面中，傳感器可以同時(shí)捕捉到從最亮到最暗的光線，且不會(huì)丟失任何細(xì)節(jié)。

　　動(dòng)態(tài)范圍是衡量相機(jī)捕捉光線范圍能力的重要指標(biāo)，以“檔（stop）”為單位，每增加一檔，光線強(qiáng)度就會(huì)翻倍或減半。例如，20 檔動(dòng)態(tài)范圍意味著相機(jī)可以在同一畫面中捕捉到從最亮到最暗的光線，而不會(huì)出現(xiàn)過(guò)曝或欠曝的情況。

　　這種堆疊式設(shè)計(jì)并非行業(yè)首創(chuàng)，索尼也采用了類似的技術(shù)。但蘋果的專利中包含了兩項(xiàng)獨(dú)特的創(chuàng)新：

　　1. LOFIC 技術(shù)：即橫向溢流積分電容，允許每個(gè)像素根據(jù)場(chǎng)景的亮度存儲(chǔ)三種不同的電荷水平，從而實(shí)現(xiàn)更寬的動(dòng)態(tài)范圍。

　　2. 實(shí)時(shí)降噪：每個(gè)像素都配備了電流記憶電路，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量并抵消熱噪聲，無(wú)需后期處理即可清除噪聲。此外，蘋果采用了三晶體管（3T）像素結(jié)構(gòu)，而不是更復(fù)雜且更易產(chǎn)生噪聲的四晶體管（4T）結(jié)構(gòu)。

　　通過(guò)將傳感器堆疊在芯片上，蘋果為每個(gè)像素添加了一個(gè)獨(dú)立的快門，并在圖像離開芯片之前進(jìn)行降噪處理。這種設(shè)計(jì)不僅提高了傳感器的動(dòng)態(tài)范圍，還顯著降低了噪聲。

　　如果這項(xiàng)技術(shù)能夠應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品，蘋果不僅可以在智能手機(jī)領(lǐng)域超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，甚至可能在某些關(guān)鍵指標(biāo)上超越索尼、佳能或 RED 等專業(yè)相機(jī)制造商。結(jié)合蘋果的神經(jīng)引擎和其他硬件與軟件深度集成的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)蘋果有望推出更強(qiáng)大的影像設(shè)備，甚至可能開發(fā)出真正意義上的專業(yè)相機(jī)。

　　移動(dòng)設(shè)備上的電影級(jí) HDR：用戶可以在智能手機(jī)上拍攝具有電影質(zhì)感的 HDR 視頻。

　　超薄設(shè)備中的專業(yè)級(jí)成像：在極薄的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20 檔動(dòng)態(tài)范圍的專業(yè)級(jí)成像。

　　盡管這項(xiàng)技術(shù)聽起來(lái)令人興奮，但專利僅是專利。蘋果過(guò)去曾注冊(cè)過(guò)許多未能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)專利，因此這項(xiàng)技術(shù)可能不會(huì)很快面世。

蘋果新專利曝光：相機(jī)傳感器動(dòng)態(tài)范圍逼近人眼水平(圖1)

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