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Apple patentiert Bildsensor mit 20 Blendenstufen Dynamikumfang

Apple hat ein Patent für einen Bildsensor mit 20 Blendenstufen Dynamikumfang eingereicht. Die Technologie könnte an Kinokameras heranreichen und Apple unabhängiger von Sony machen.

Eigene Bildsensoren in der Mache?

Apple hat ein Patent für einen Bildsensor eingereicht, der einen Dynamikumfang von 120 dB erreichen soll. Das entspricht fast 20 Blendenstufen und liegt damit über den Werten professioneller Kinokameras wie der Arri Alexa 35. Das Patent trägt den Titel “Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise” und deutet darauf hin, dass Apple eigene Bildsensoren entwickeln könnte.

Das Patent, auf das sich die Kollegen vom Y.M.Cinema Magazine in einem aktuellen Artikel beziehen, konnte ich nicht ausfindig machen; dafür jedoch ein gut eine gut ein Jahr alte Eintragung mit dem gleichen Namen.

Der Sensor basiert auf einer gestapelten Architektur mit zwei Ebenen: Ein Sensor-Die enthält die Fotodioden und analoge Schaltkreise, während ein Logic-Die die Auslesung, Rauschunterdrückung und Steuerung übernimmt. Diese Bauweise ähnelt Sonys Ansatz und ermöglicht es, komplexe Funktionen in dünne Module zu integrieren, die für Smartphones und AR/VR-Geräte wie die Vision Pro geeignet sind. Erst im kürzlich erschienen Geschäftsbericht hatte sich Sonys Erfolg im Sensorgeschäft wieder abgezeichnet und Apple ist dabei ein extrem wichtiger Abnehmer.

3 Speicherbereiche für elektrische Ladung

Das Kernproblem herkömmlicher Sensoren liegt darin, dass sie bei sehr hellen oder sehr dunklen Szenen an ihre Grenzen stoßen. Apples LOFIC-Technologie (Lateral Overflow Integration Capacitor) löst dies durch ein dreistufiges System: Jedes Pixel verfügt über drei separate Speicherbereiche für elektrische Ladung.

Bei schwachem Licht sammelt sich die Ladung im ersten, kleinsten Bereich. Wird es heller, fließt die überschüssige Ladung automatisch in den zweiten, mittelgroßen Speicher über. Bei sehr hellem Licht nutzt das System zusätzlich den dritten, größten Speicher. So kann ein einziges Pixel gleichzeitig Details in Schatten und hellen Bereichen erfassen, ohne dass ihr die Belichtung manuell anpassen müsst.

Nur 3 Transistoren pro Pixel statt 4

Zusätzlich verwendet Apple nur drei Transistoren pro Pixel statt der üblichen vier. Das spart Platz, führt aber normalerweise zu mehr Bildrauschen. Apple kompensiert dies durch eine eingebaute Schaltung, die das störende thermische Rauschen direkt im Pixel misst und herausrechnet. Diese Korrektur erfolgt bereits während der Aufnahme, nicht erst bei der späteren Bildverarbeitung.

Die Technologie könnte verschiedene Bereiche beeinflussen: Mobile Kinematografie würde von der hohen Bildqualität profitieren, HDR-Streaming-Inhalte könnten direkt auf Geräten erstellt werden, und AR/VR-Anwendungen würden von der verbesserten visuellen Wiedergabe profitieren. Sogar professionelle Filmproduktionen könnten von kompakten Geräten mit Kinokamera-Qualität profitieren. Hinzu kommt das tiefgreifende Zusammenspiel mit Apples Neural Engine.

Sollte Apple diese Technologie in künftigen Geräten wie dem iPhone 17 Pro oder Vision Pro 2 einsetzen, könnte das Unternehmen nicht nur unabhängiger von Sony-Sensoren werden, sondern auch selbst zum Konkurrenten im Bildsensor-Markt aufsteigen – zumindest in der Theorie. Für wirklich realistisch halte ich diese Entwicklung aber nicht.

Beitragsbild: Bangyu Wang

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Sabrina

Ich habe mal “Apple Sensor mit 20 Blendenstufen Dynamik” bei Google eingegeben. Da erscheint immer nur Photografix.

Mirko
Mike

Es würde echt toll sein wenn Apple ein eigenen Sensor entwickelt. Bisher gilt Sony ja als Standard, das würde mal den Kamera Markt erfrischen. Allerdings hat Apple schon viele Patente eingereicht aus denen nix wurde. Die Kamera ist auf der anderen Seite ein Haupt Verkauf Faktor, wenn ich mit meinen Xiaomi Leica Phone unterwegs bin, bekomme ich immer die Frage „macht das den gute Bilder? Kannst du lieber ein iPhone nehmen?“

Bojan

Was Xiaomi im 15 Ultra hat wird Apple in 5 Jahren nicht umsetzen können.

Ich bin vor 2 Wochen vom 15 pro aufs oppo find x8 ultra umgestiegen und das macht professionelle Fotos wie sie uns Apple seit Jahren verspricht aber nie halten konnte.

Als Kameras verwende ich eine X2D von Hasselblad und eine Leica Q3.43

Apple hat gutes Marketing aber seitdem jobs nicht mehr unter uns weilt, sind sie unterirdisch von der Qualität.

Carsten Klatt

Das halte ich leider für ein Gerücht. Das Xiaomi ist gut, kommt aber an ein iPhone 16 nicht heran. In schlechten Lichtsituationen bleibt Apple immer noch das Maß der Dinge. Wie lange noch, steht aber auf einem anderen Blatt.

Sabrina

Das Problem ist, dass im Netz kaum seriöse Tests zu finden sind, die eine Beurteilung der Qualität der Chinesen zulassen. Bei den Bildern aus den Chinesen, die ich bisher gesehen habe, hat immer was nicht gestimmt. Zum Beispiel starke Rauschminderung und Überschärfung, sowie schlechter Weißabgliech bei Huawei. Bei anderen Chinesen Doppelbilder von sich bewegenden Personen.

Sind denn die Chinesen bereit, die Geräte innerhalb von Zwei Wochen zurückzunehmen, wenn es der Kunde nicht behalten will?

Sabrina

Haben Sie den Vergleich zwischen iphone 16p und Xiaomi?

Thomas Müller

Das Patent, auf das sich die Kollegen vom Y.M.Cinema Magazine in einem aktuellen Artikel beziehen, konnte ich nicht ausfindig machen;….

Hier ist das US Patent, es hat die Veröffentlichungsnummer US 12,342,091 B2 und ist in der Datenbank des US Patentamts zu finden:
https://ppubs.uspto.gov/api/pdf/downloadPdf/12342091?requestToken=eyJzdWIiOiI2MmFkNzZiZi1mZGJlLTRkMTEtOTg1OS05ODU2YmM3ZTQ5ZDQiLCJ2ZXIiOiJlMzZlNTRiMS1mMjFjLTQ2MzctYjAyZi1jNjMzYmI0MGZhMmIiLCJleHAiOjB9

Thomas Müller

Der Link funktionierte nur kurzzeitig. Hier ist das Suchtool des US-Patentamts, durch Eingabe der genannten Patent-Nr. kann das besagte erteilte Patent aufgerufen werden:
https://ppubs.uspto.gov/pubwebapp/static/pages/ppubsbasic.html

Sabrina

Danke für die info.

Patents Review

As such USPTO links are not working, here is full text version of patent application US20240098386A1 with all drawings included – https://www.patents-review.com/a/20240098386-image-sensor-stacked-pixels-high-dynamic-range-low-noise.html

Thomas Müller

Thank you for pointing out that such links do not work at the USPTO. I had already noticed this and therefore included a link to the search mask. I also indicated that the granted US patent (and not only the patent application) is already included in the USPTO database.
However, the granted US patent is now also included in the German database Depatisnet, which is why I am including a link to it. This link should work permanently.
https://depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?action=pdf&docid=US000012342091B2&xxxfull=1

joe

Also wenn das so stimmt und so kommt, könnte es Sony wie Intel gehen, die waren auch unangefochten Marktführer bei Chips und jetzt durch Apples M Baureihe nur noch 2.Wahl.

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