Apple dépose un brevet révolutionnaire : un capteur d'image avec une plage dynamique de 20 stops

Apple Patents Image Sensor with 20 Stops of Dynamic Range

Apple dépose un brevet révolutionnaire : un capteur d'image avec une plage dynamique de 20 stops

Apple a déposé le mois dernier un brevet fascinant pour une technologie de capteur d'image, décrivant un capteur empilé avec une plage dynamique étendue et un bruit très faible. Ce brevet, rapporté en premier par Y.M. Cinema, présente un capteur offrant une plage dynamique de 120 dB, équivalant à environ 19,9 stops, approchant la plage dynamique basse de l'œil humain. Si Apple développait ce capteur, il surpasserait même les meilleures caméras cinéma grand format actuelles. Cependant, il est important de noter qu'un dépôt de brevet ne garantit pas la commercialisation de cette technologie.

Le brevet, intitulé "Capteur d'image à pixels empilés avec haute plage dynamique et faible bruit", décrit un capteur composé de deux éléments : une matrice de détection et une matrice logique. Chaque photodiode est associée à un circuit de pixel sur la matrice logique, incluant un circuit mémoire pour détecter le niveau de bruit. Cette conception permet de stocker différents niveaux de lumière par pixel, ajustant la sensibilité en fonction de la luminosité de la scène.

Deux aspects rendent ce brevet particulièrement excitant. Premièrement, chaque pixel peut être contrôlé indépendamment, avec une réduction de bruit et une sensibilité adaptative. Deuxièmement, Apple intègre le traitement d'image directement au niveau du capteur, permettant une plage dynamique extrême et une qualité d'image inégalée avec les technologies actuelles.

Contrairement à la photographie computationnelle actuelle, qui combine plusieurs images pour étendre la plage dynamique, cette technologie permettrait d'obtenir des résultats similaires, voire supérieurs, en une seule capture. Cela serait particulièrement utile pour les photos en rafale et les vidéos. Bien que ce capteur puisse ne jamais voir le jour, Apple pourrait développer ses propres capteurs d'image à l'avenir, comme le suggérait PetaPixel en 2023.

Apple đăng ký bằng sáng chế cảm biến ảnh với dải tần động lên đến 20 stops - Đột phá công nghệ nhiếp ảnh

Apple đã nộp một bằng sáng chế công nghệ cảm biến ảnh đầy hứa hẹn vào tháng trước, mô tả cảm biến xếp chồng với dải tần động cực rộng và độ nhiễu thấp. Bằng sáng chế này, được Y.M. Cinema đưa tin đầu tiên, cho thấy cảm biến có dải tần động 120 dB (tương đương 19.9 stops), gần bằng ngưỡng thấp của mắt người. Nếu được phát triển, công nghệ này có thể vượt trội hơn cả những máy quay phim chuyên nghiệp cao cấp nhất hiện nay. Tuy nhiên, việc đăng ký bằng sáng chế không đảm bảo sản phẩm sẽ được thương mại hóa.

Bằng sáng chế có tên "Cảm biến ảnh xếp chồng với dải tần động cao và nhiễu thấp" mô tả cấu trúc gồm hai thành phần: bộ phận cảm biến và bộ phận xử lý logic. Mỗi photodiode được ghép nối với mạch pixel trên bộ phận logic, có mạch nhớ để đo lường mức độ nhiễu. Thiết kế này cho phép lưu trữ các mức ánh sáng khác nhau ở từng pixel, điều chỉnh độ nhạy sáng theo điều kiện chụp.

Hai điểm đáng chú ý nhất của bằng sáng chế này là: khả năng điều khiển từng pixel độc lập với chế độ khử nhiễu và độ nhạy tùy chỉnh, cùng việc xử lý hình ảnh ngay tại cảm biến. Công nghệ này không chỉ mang lại dải tần động vượt trội mà còn nâng cao chất lượng hình ảnh vượt xa các cảm biến hiện tại.

Khác với nhiếp ảnh tính toán hiện nay (yêu cầu kết hợp nhiều ảnh để mở rộng dải tần động), giải pháp của Apple có thể đạt kết quả tương tự hoặc tốt hơn chỉ với một lần chụp. Điều này đặc biệt hữu ích cho chụp ảnh liên tiếp và quay video. Dù công nghệ này có thể chưa được ứng dụng thực tế, khả năng Apple tự phát triển cảm biến riêng hoàn toàn khả thi, như PetaPixel từng đề cập năm 2023.