Nel mondo della fotografia digitale, due cose fanno davvero la differenza: la gamma dinamica e il rumore. Il mondo degli smartphone lavora per migliorare la qualità contando soprattutto sul software, ma Apple sembra intenzionata a rivoluzionare questo principio con un sensore fotografico completamente progettato in casa e capace di prestazoni mai viste.
Le specifiche tecniche sono contenute in un brevetto scoperto dal sito specializzato Y.M.Cinema Magazine e denominato Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise, un nome dietro il quale si nasconde una componente capace di offrire una gamma dinamica da 20 stop, superiore persino a quella della ARRI ALEXA 35, una delle cinecamere più avanzate al mondo.
Venti stop sono un valore incredibile, paragonabile a quello dell’occhio umano, che ha una gamma dinamica percepita stimata tra i 20 e i 24 stop. Un sensore come quello descritto nel brevetto Apple si avvicina tantissimo a ciò che l’occhio umano riesce a percepire nell’arco di una scena molto contrastata.
Per fare un confronto, i sensori degli smartphone attuali — anche quelli di fascia alta come iPhone 15 Pro, Google Pixel 8 Pro o Galaxy S24 Ultra — offrono una gamma dinamica reale compresa tra 10 e 12 stop. Alcuni sensori recenti arrivano a 13-14 stop in condizioni ottimali, ma questi valori sono spesso “pompati” da algoritmi HDR e processi computazionali.
Per esempio, il nuovo sensore Sony LYT-828 (usato in alcuni top di gamma Android) dichiara fino a 17 stop grazie a tecnologie come il Dual Conversion Gain e l’HDR multi-frame, ma si tratta di risultati ottenuti in più esposizioni e fusi via software.
Due chip, un solo sensore
Tecnicamente il brevetto descrive un sensore stacked, cioè composto da due livelli distinti:
- un chip superiore, il “sensor die”, con i fotodiodi e i circuiti analogici;
- un chip inferiore, il “logic die”, che gestisce la lettura del segnale, il controllo del rumore e altre funzioni avanzate.
Questo approccio non è nuovo (Sony lo utilizza da tempo), ma Apple aggiunge alcuni elementi originali che potrebbero fare la differenza, soprattutto nel mondo mobile.
Tre soluzioni tecniche che fanno la differenza
Al centro del progetto ci sono alcune innovazioni interessanti, che meritano una spiegazione discorsiva:
1. LOFIC: gestione intelligente della luce
LOFIC è l’acronimo di Lateral Overflow Integration Capacitor, un sistema che permette al sensore di gestire più livelli di esposizione contemporaneamente. In pratica, ogni pixel può adattarsi automaticamente a situazioni di luce estrema — sia troppo scura sia troppo luminosa — in un’unica esposizione. È questa tecnologia a consentire quei 120 dB di gamma dinamica, che equivalgono appunto a circa 20 stop.
2. Memoria del rumore integrata nei pixel
Ogni pixel include un piccolo circuito chiamato current memory, capace di rilevare e neutralizzare in tempo reale il rumore termico generato durante la lettura. Questo significa immagini più pulite già prima dell’intervento del software, una novità assoluta per Apple.
3. Architettura 3T anziché 4T
Mentre la maggior parte dei sensori moderni utilizza un design a quattro transistor (4T), Apple punta su una struttura più semplice a 3 transistor (3T). Con il supporto dei circuiti avanzati descritti nel brevetto, riesce comunque a ottenere prestazioni migliori, con meno rumore e meno componenti. Questo può tradursi in sensori più piccoli e più efficienti.
Cosa potrebbe cambiare per iPhone e Vision Pro
Se davvero Apple decidesse di trasformare questo brevetto in un prodotto commerciale — magari su un futuro iPhone o su una nuova versione del Vision Pro — le implicazioni potrebbero essere importanti:
- immagini con gamma dinamica da cinema direttamente sullo smartphone;
- video notturni più nitidi e senza bisogno di elaborazione software;
- sensori più sottili ma più potenti, ideali anche per la realtà aumentata.
Oltre a tutto questo, il brevetto suggerisce una possibile indipendenza di Apple da Sony, attuale fornitore dei sensori fotografici di fascia alta usati negli iPhone. Se Apple iniziasse a costruire i suoi sensori da zero, potrebbe controllare ogni aspetto dell’immagine, dall’hardware al Neural Engine.
