Il 9 settembre 2015, Apple ha presentato i tanto attesi iPhone 6s e 6s Plus, svelandone finalmente le caratteristiche. Una delle novità più interessanti è sicuramente la nuova fotocamera iSight, che sale da 8 a 12MP, e promette ottimi risultati grazie alle tecnologie impiegate. Le critiche continuano a piovere, in quanto la concorrenza monta già da tempo sensori da 16 e 20MP nei top di gamma, ma Apple è sempre stata chiara a riguardo: conta più la qualità che la quantità. La risoluzione è inutile se poi guardiamo le fotografie e sembrano spente e prive di dettaglio. Non serve che faccia dei nomi, gli smartphone che hanno fallito in questo senso sono decine, e alcuni, pensate un po’, costano tanto quanto un iPhone. È da anni che Apple cerca di trovare il perfetto compromesso tra risoluzione e risultati, per regalarci fotografie sufficientemente definite e con una resa più vicina possibile alla realtà. Con iPhone 6s e 6s Plus potrebbero aver fatto un enorme passo in avanti, sfruttando le esperienze dei modelli passati ed introducendo un nuovo sensore e soluzioni tecniche all’avanguardia.

Deep Trech Isolation

Come è noto, aumentare la risoluzione a parità di dimensione del sensore comporta una resa peggiore ad alte sensibilità. I fotositi sono più piccoli, catturano meno luce e la maggiore densità aumenta l’interferenza elettromagnetica. Vanno prese delle precauzioni per salvaguardare la qualità, per questo su iPhone 6s e 6s Plus Apple ha utilizzato la tecnologia Deep Trench Isolation. Cercherò di darvi una spiegazione dettagliata, ma non troppo tecnica, di come questa funziona e del perché le immagini dei nuovi iPhone saranno migliori rispetto al passato.

Per prevenire la dispersione tra i fotodiodi, gli spazi tra di essi sono stati riempiti con materiale isolante, in modo che la luce non possa fuoriuscire ed influenzare i pixel adiacenti. Per dare un’idea degli ordini di grandezza di cui stiamo parlando, basti pensare che i moderni sensori sono arrivati ad implementare pixel di dimensioni perfino inferiori ad 1 x 1 µm (un millesimo di millimetri), quindi lo scambio di carica parassita è molto facile. Come si evince dall’articolo “Pixel-to-Pixel isolation by Deep Trench technology: Application to CMOS Image Sensor”, la tecnologia in questione risulta essere la migliore finora applicata ad un sensore e comporterà una maggiore accuratezza del colore ed un miglior rapporto segnale/rumore. Ma come è fatto questo “isolamento”?

L’ossido di silicio viene usato come barriera contro la diffusione degli elettroni o, detto più semplicemente, isola la luce tra un pixel e l’altro. Per chi sa cos’è un transistor MOSFET, questo ossido di silicio è esattamente lo stesso utilizzato per l’ossido di gate del MOS. Non vado oltre, perché non voglio trasformare l’articolo in un trattato di ingegneria, ma vorrei commentare brevemente il seguente grafico, che sintetizza il guadagno normalizzato registrato con le varie tecniche d’isolamento.

All’estrema sinistra viene mostrato, come parametro di riferimento, un sensore con pixel tradizionali. Di seguito è invece illustrato il guadagno ottenuto sulle diverse lunghezze d’onda utilizzando diverse tecniche di isolamento. L’ultima di queste, ovvero la Deep Trench Isolation di cui stiamo parlando, è evidentemente la migliore. Per la lunghezza d’onda del rosso, raggiunge un guadagno di ben 1,85, quasi il doppio rispetto ad un pixel “normale”. Allora, vi ho convinti che questa fotocamera sarà qualcosa di davvero speciale?