Kamerapatent: Apple arbeitet an spektakulär leistungsfähigem Sensor

Die iPhone-Kamera ist bereits heute ziemlich gut, auch wenn die Konkurrenz teils höhere Megapixelzahlen aufweist. Der Apple-Sensor ist ein überzeugendes Gesamtpaket. Doch Apple hat für die weitere Zukunft einige spektakuläre Ideen in der Pipeline.

Apple hat ein neues Patent eingereicht, das auf eine bahnbrechende Weiterentwicklung seiner Kameratechnologie hindeutet. Der Konzern arbeitet an einem Bildsensor, der in künftigen iPhones und anderen Geräten eine enorme Steigerung des Dynamikumfangs ermöglichen könnte, bis hin zu Werten, die annähernd dem menschlichen Auge entsprechen.

Das Patent mit dem Titel „Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise“ wurde von Y.M.Cinema Magazine entdeckt. Es beschreibt eine komplexe Sensorarchitektur mit gestapeltem Silizium, mehreren Ebenen zur Lichterfassung und integrierten Mechanismen zur Rauschunterdrückung. Ziel ist ein Dynamikumfang von bis zu 20 Blendenstufen.

Zum Vergleich: Der Dynamikumfang des menschlichen Auges wird auf etwa 20 bis 30 Blendenstufen geschätzt – je nach Lichtsituation und Anpassung der Pupille. Aktuelle Smartphone-Kameras erfassen in der Regel zwischen 10 und 13 Blendenstufen. Sollte Apples Sensor das theoretische Potenzial erreichen, würde er nicht nur bestehende iPhones übertreffen, sondern auch viele professionelle Kinokameras wie die ARRI ALEXA 35 hinter sich lassen.

Der Sensor ist laut Patentanmeldung in zwei Schichten aufgebaut:

• – Die obere Schicht („Sensor-Die“) übernimmt die Lichtaufnahme.
• – Die untere („Logic-Die“) ist für die Bildverarbeitung verantwortlich – etwa Belichtungssteuerung und Rauschreduktion.

Derzeit verbaut Apple in seinen iPhones Bildsensoren von Sony, die ebenfalls ein zweischichtiges Design verwenden. Die Apple-Variante soll jedoch kompakter sein und zusätzliche Funktionen bieten.

Einführung für Endkunden noch in weiterer Ferne

Eine zentrale Komponente ist ein sogenannter „Lateral Overflow Integration Capacitor“ (LOFIC). Dieses System ermöglicht es jedem einzelnen Pixel, unterschiedlich helle Bildbereiche gleichzeitig zu verarbeiten – etwa bei starkem Gegenlicht. So können sowohl helle als auch dunkle Bereiche einer Szene detailreich erfasst werden, ohne dass Informationen verloren gehen.

Ein weiterer technischer Fokus liegt auf der Reduzierung von Bildrauschen: Jedes Pixel enthält eine eigene Speicherschaltung, die temperaturbedingtes elektronisches Rauschen in Echtzeit erkennt und kompensiert – direkt im Sensor, noch bevor das Bild gespeichert oder softwareseitig bearbeitet wird.

Ob und wann Apple diese Technologie in marktreife Produkte bringt, bleibt offen. Patente sind nicht automatisch ein Hinweis auf bevorstehende Produkte, zeigen aber deutlich, in welchen Bereichen das Unternehmen derzeit intensiv forscht. Die Chancen stehen gut, dass künftige iPhones erhebliche Fortschritte bei Bildqualität und Dynamikumfang machen werden.