W ostatnich latach mogliśmy obserwować widoczny rozwój w segmencie sensorów. Wiele z aparatów oferuje dziś m.in. matryce warstwowe, znacznie zwiększające osiągi aparatów, a większość współczesnych konstrukcji tworzona jest w ramach architektury Dual ISO, gdzie urządzenia oferują dwa osobne systemy konwersji sygnału dla niskich i wysokich czułości, poprawiając rezultaty uzyskiwane w słabym świetle.
Nadal jednak większość komercyjnych konstrukcji bazuje na podobnych rozwiązaniach co przed kilkunastu laty i mierzy się z tymi samymi barierami, które producenci starają się przeskoczyć sprytnie zaprojektowanym softem (jak w przypadku smartfonów). Być może jednak już niedługo czeka nas rewolucja na miarę przejścia z matryc CCD na CMOS.
Rewolucyjna matryca opisana w patencie złożonym przez Apple
Jak donosi serwis Y.M. Cinema, Apple może chcieć uniezależnić się od zewnętrznych dostawców i wejść na rynek produkcji matryc. A przy okazji od razu na nim namieszać. Firma zarejestrowała w zeszły miesiącu wniosek patentowy, opisujący rewolucyjną matrycę warstwową o deklarowanej dynamice 120 dB.
Przekładając to na bardziej zrozumiałe dane dla fotografów i filmowców, oznacza to, że sensor miały uzyskiwać zakres dynamiczny na poziomie 19,9 EV. To więcej niż oferują dzisiaj nawet najlepsze matryce pełnoklatkowe i wynik zbliżony do możliwości ludzkiego oka.
W praktyce oznaczałoby to wreszcie możliwość uzyskania obrazów podobnych do tych, które widzimy, bez konieczności uciekania się do sztuczek pokroju wieloklatkowego przetwarzania HDR. Jak jednak matryca opracowana przez Apple zamierza tego dokonać?
3 kondensatory i osobne przetwarzanie dla każdego piksela. Matryca Apple może przebić najlepsze komercyjne matryce na rynku
Zasadniczo, budowa matrycy opisanej we wniosku pod nazwą „Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise” odpowiada standardowej matrycy warstwowej z osobną warstwą światłoczułą i warstwą logiczną, odpowiedzialną za przetwarzanie sygnału. Z tą różnicą, że w przypadku opisywanego czujnika przetwarzanie, każda fotodioda (piksel) wyposażona jest w system trzech kondensatorów o różnej pojemności (system LOFIC), które przechowują ładunek w zależności od intensywności natężenia światła. Pozwala to na jednoczesne rejestrowanie szczegółów w cieniach i jasnych partiach bez obawy o przepalenia i potrzeby wielokrotnej ekspozycji.
Oprócz tego, w matrycy Apple przetwarzanie sygnału (w tym szumu) odbywa się na poziomie każdego piksela. Jak czytamy we wniosku, każdy piksel zawiera obwód pamięci, który w czasie rzeczywistym wykrywa i eliminuje szum termiczny (kTC noise) za pomocą techniki podwójnego próbkowania (CDS). Dzięki temu obraz jest czystszy, nawet przy słabym oświetleniu, bez konieczności dodatkowego przetwarzania.
Smartfony o jakości profesjonalnych aparatów - ten scenariusz staje się coraz bliższy
Co to wszystko oznacza w praktyce? Najbardziej prawdopodobnym przeznaczeniem są mobilne układy obrazowania, które byłyby w stanie dostarczyć obraz kinowej jakości w kompaktowej formie i pozwolić smartfonom jeszcze mocniej wgryźć się w segment rynku okupowany przez tradycyjne konstrukcje. Wszyscy zdajemy sobie sprawę, że rozwiązania mobilne kiedyś w końcu zupełnie wyprą z rynku standardowe kamery i aparaty. Z podobną technologią taki scenariusz stałby się zapewne nieco bliższy.
Tym bardziej, że możliwość swobodnego sterowania przetwarzaniem w obrębie matrycy mogłaby znacznie wspomóc mobilne systemy segmentacji obrazu i pozwolić na uzyskiwanie jeszcze bardziej realistycznie wyglądających obrazów, bez charakterystycznych smartfonowych „artefaktów” pozostawianych przez tradycyjne układy odszumiania i wyostrzania.
Sensorami tego typu z pewnością byłby zainteresowany także segment profesjonalny, co mogłoby szybko zbudować silną pozycję marki na nowym rynku, a samo rozwiązanie na pewno znalazłoby też zastosowanie na rynku AR/VR, co do którego Apple snuje przecież wizjonerskie plany.
Realny produkt czy tylko taktyka?
Pozostaje jedynie pytanie, czy tego typu matryca kiedykolwiek trafi na rynek czy to jedynie kolejny z setek patentów „taktycznych”, jakie co roku składają firmy technologiczne w celu ochrony danej technologii, bez konkretnego zamiaru jej wykorzystania.
Tego dowiemy się zapewne na przestrzeni najbliższych kilkunastu miesięcy. Według donosów, nadchodzący iPhone 17 dysponować ma znacznie większą wyspą z aparatami. Czy to po to, by pomieścić nową technologię? Tak szybkiego rozwoju spraw raczej się nie spodziewamy, ale być może czeka nas przyjemne zaskoczenie.
Źródło: ymcinema.com Szczegółowy opis patentu znajdziecie na stronie patents.justia.com.
_1475239688.jpg)
_968856305.jpg)
