最新曝光的專利文件顯示,蘋果打算要自行打造次世代「影像感測器」,將是一款具備高達 20 格動態范圍的新型影像感測器CIS技術,將會遠超目前市售智能型手機相機鏡頭水準,甚至有望能讓 iPhone 超越專業電影攝影機,達到如同 ARRI ALEXA 35 動態范圍,直逼人眼的視覺極限。
專利揭開Apple高動態影像感測器設計
根據《 YMCinema 》報道顯示, 蘋果 正在布局一項能夠讓 iPhone 影像感測器領域有重大突破新技術,主要是來自一項名為「具有高動態范圍與低雜訊的堆疊式像素影像感測器」新專利文件,內容完整揭示了蘋果下一步重大設計,將從行動裝置延伸至專業影像工具新影像變化。
挑戰業界頂尖的動態范圍表現
從最新影像感測器專利描述,也揭示蘋果正計劃打造一款次世代影像感測器,通過堆疊式設計實現120dB、20 格(stops)的動態范圍,相當于 1,048,576:1 的明暗對比比值,在同一畫面中保留亮部與暗部的所有細節,將超越目前被視為業界標桿的 阿麗亞歷山大 35 專業攝影機。
蘋果提出的 3T 像素設計,也與目前主流的 4T 結構有所不同,根據專利內容,每個像素單元包含兩個關鍵構件:
- 感測層(Sensor Die):內含光電二極體與側向溢出積分電容(LOFIC),可因應各種光源情境,從室內微光到戶外強光,無需依賴自動曝光補償;
- 邏輯層(Logic Die):包含即時電流記憶電路,用于量測像素偵測元件的雜訊并加以抑制,透過 CDS(相關雙取樣)技術降低熱雜訊(kTC noise)。
與現有 Sony 堆疊式感測器相似,但蘋果額外替感測器加入了兩項關鍵創新技術:
- LOFIC(側向溢出積分電容器)技術:每個像素可根據場景亮度分別儲存三階段電荷,實現更精確的高光與暗部細節捕捉。
- 每像素電流記憶電路:即時測量與抵銷熱雜訊,無需事后降噪處理,且以三電晶體(3T)架構實作,挑戰目前業界普遍使用的四電晶體(4T)設計。
那也顯示蘋果正準備擺脫對 Sony 影像感測器的長期依賴,企圖從矽晶層級重新定義影像運算。
精密堆疊架構,為智慧裝置量身打造
專利揭示的堆疊式感測器由感測層與邏輯層緊密整合,能夠讓感測器本體在尺寸上更為輕薄,十分適合應用于智慧型手機與擴增/虛擬實境裝置(如 Apple Vision Pro)等對空間有限制的硬體平臺。
蘋果強調其設計中的創新之處,在于將進階的雜訊抑制與感光能力直接實作于像素層級,使得每個像素能夠即時偵測與修正熱雜訊,而非事后透過軟體處理。這不僅有助于保留更多影像細節,也有望讓高動態范圍與低雜訊成為標準,而非高端機型才有的功能。
蘋果將影像科技推向全新層級 將沖擊專業攝影市場
若此這項自研感測器設計最終導入 iPhone、Vision Pro 產品,這可能不只是相機性能的提升,更可能改寫產業標準,有機會讓 iPhone 影像表現大幅躍進,在影像領域直接加速拉開與競爭對手,甚至蘋果能夠挑戰 Sony、Canon、RED 等專業相機廠商,將引發專業攝影市場另一波沖擊。
如果能夠搭配 Apple 神經網路引擎 Neural Engine 與高度整合的硬件、軟件協同運作,未來不排除此感測器被應用于 iPhone,就連同 Apple Vision Pro 甚至是全新影像裝置,例如針對專業用戶的高階攝影機也都能應用。
Y.M.Cinema Magazine 認為,若該技術落地,iPhone攝影功能將為手機攝影實現底下三大專業電影級功能,并徹底改變行動電影攝影、HDR 串流、AR/VR 畫質與專業攝影器材的生態,
- 實現電影級 HDR 拍攝
- 實現即時、無雜訊的高畫質影像輸出
- 以極薄裝置提供專業等級的 20 格動態范圍
盡管這項技術仍處于專利階段,未來能否量產與實際表現仍有待觀察,但也能清楚顯示蘋果正積極運用自研芯片與硬件整合優勢,企圖要在影像科技領域占據關鍵一席。
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