เทคโนโลยี LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor) กำลังกลายเป็นหัวใจสำคัญของยุคกล้องสมาร์ตโฟนรุ่นใหม่ โดยเฉพาะในกล้องที่ต้องการภาพคมชัดแม้เจอสภาพแสงที่แตกต่างกันสุดขั้ว เช่น ถ่ายย้อนแสงกลางวัน หรือในที่แสงสลัว เทคโนโลยีนี้เริ่มถูกนำไปใช้ในกล้องยานยนต์ กล้องรักษาความปลอดภัย และล่าสุดในสมาร์ตโฟนระดับเรือธงที่เน้นคุณภาพแบบ “HDR จริงในภาพเดียว”
หลายฝ่ายมองว่า LOFIC จะเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญของวงการเซ็นเซอร์ CMOS เพราะช่วยให้กล้องเก็บรายละเอียดทั้งในส่วนสว่างและมืดได้พร้อมกัน โดยไม่ต้องพึ่งเทคนิค HDR แบบหลายภาพ (multi-exposure) เหมือนที่ผ่านมา
ในบทความนี้
LOFIC คืออะไร?
LOFIC ย่อมาจาก Lateral Overflow Integration Capacitor หรือ “คาปาซิเตอร์รับประจุล้นด้านข้าง” เป็นระบบเสริมในพิกเซลของเซ็นเซอร์ CMOS ที่เพิ่มพื้นที่เก็บประจุไฟฟ้า (electrons) ให้มากขึ้น
ในภาวะแสงแรงหรือย้อนแสง พิกเซลของกล้องจะรับประจุจนเต็ม — ภาพจึงมัก “ล้นขาว” (overexposed) แต่ในระบบ LOFIC เมื่อประจุในโฟโตไดโอดเต็ม ประจุส่วนเกินจะถูกส่งไปเก็บต่อในคาปาซิเตอร์ด้านข้างทันที ทำให้ไม่สูญเสียข้อมูลแสงที่เกิดขึ้น
กล่าวง่าย ๆ คือ LOFIC ทำหน้าที่เป็น “ถังสำรอง” สำหรับเก็บแสงส่วนเกิน จึงช่วยขยาย ช่วงไดนามิกเรนจ์ (Dynamic Range) ของกล้องให้กว้างขึ้นอย่างมหาศาล
ทำไม LOFIC ถึงสำคัญ
เทคโนโลยีนี้ช่วยให้การถ่ายภาพ “ภาพเดียว” (Single Exposure HDR) มีคุณภาพสูงกว่าที่เคย เพราะกล้องสามารถรับมือกับทั้งแสงจ้าและเงามืดในเวลาเดียวกัน โดยไม่ต้องรวมภาพหลายใบ
จุดเด่นหลักคือ:
• เก็บรายละเอียดในส่วนสว่างได้ดีขึ้น — ไม่ล้นขาวเมื่อถ่ายกลางแดด
• ลด noise ในส่วนมืดลง — ภาพดูเป็นธรรมชาติขึ้น
• ลดปัญหา flicker จากไฟ LED และจอภาพในวิดีโอ
• เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายวิดีโอและภาพนิ่งที่ต้องการการตอบสนองรวดเร็ว เช่น กล้องรถยนต์หรือกล้องมือถือระดับโปร
ใครกำลังใช้ LOFIC อยู่แล้ว
ปัจจุบันบริษัท OmniVision Technologies เป็นผู้นำด้านเซ็นเซอร์ LOFIC โดยเปิดตัวเทคโนโลยีนี้ในชื่อ TheiaCel™ ที่ใช้แนวคิด “Single Exposure HDR” สำหรับกล้องสมาร์ตโฟนและยานยนต์ระดับสูง
ขณะเดียวกันก็มีรายงานว่า Apple กำลังทดสอบต้นแบบเซ็นเซอร์ภาพที่ใช้ระบบ LOFIC เพื่อใช้ใน iPhone รุ่นอนาคต โดยคาดว่าอาจรองรับไดนามิกเรนจ์สูงสุดถึง 20 stops — ใกล้เคียงระดับกล้องภาพยนตร์
เทียบกับเทคโนโลยีเดิม
กล้องในอดีตใช้วิธี “Dual Conversion Gain” (DCG) หรือ HDR แบบหลายภาพเพื่อเก็บรายละเอียดทั้งส่วนมืดและสว่าง แต่ต้องใช้เวลาและอาจทำให้ภาพเคลื่อนไหวเบลอได้
LOFIC แก้ปัญหานี้ด้วยการทำ HDR “ในระดับพิกเซล” จึงได้ผลลัพธ์ที่คมชัดกว่า และใช้พลังงานน้อยกว่า เพราะไม่ต้องถ่ายหลายภาพมารวมกัน
ใช้งานจริงในอุตสาหกรรมใดบ้าง
• สมาร์ตโฟนระดับเรือธง – ใช้เพื่อเพิ่มคุณภาพการถ่ายภาพกลางวันและกลางคืนให้ใกล้เคียงกล้องโปร
• กล้องยานยนต์ (ADAS) – ช่วยตรวจจับวัตถุหรือไฟสัญญาณได้แม่นยำแม้เจอแสงย้อนหรือเงาอุโมงค์
• กล้องรักษาความปลอดภัย – บันทึกได้ชัดทั้งกลางวันและกลางคืนโดยไม่ล้นหรือมืดเกินไป
ข้อจำกัดของ LOFIC
แม้จะเป็นก้าวสำคัญของวงการ แต่ LOFIC ก็ยังมีจุดที่ต้องพัฒนา เช่น
• โครงสร้างพิกเซลซับซ้อนขึ้น ใช้พื้นที่มากกว่าเดิม
• ต้องอาศัยการออกแบบร่วมกับเทคโนโลยี BSI (Backside Illumination) เพื่อไม่ให้แสงเข้าได้ลดลง
• ราคาต้นทุนของเซ็นเซอร์สูงขึ้นในช่วงแรก
สรุป
LOFIC คือเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ภาพที่เพิ่มตัวเก็บประจุไว้ข้างพิกเซลเพื่อรวบรวมโฟโตอิเล็กตรอนที่ล้นออกมา จึงขยายช่วงไดนามิกได้อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่เพิ่มพื้นที่เซ็นเซอร์ เป็นการยกระดับ “ดวงตา” ของกล้องยุคใหม่ให้เข้าใกล้สายตามนุษย์มากขึ้น เพราะสามารถเก็บภาพในช่วงแสงกว้างมากได้ภายในการถ่ายเพียงครั้งเดียว เหมาะอย่างยิ่งกับยุคสมาร์ตโฟนที่แข่งขันด้านคุณภาพกล้องและ HDR เป็นหลัก
เทคโนโลยีนี้จึงไม่ใช่แค่เรื่องของภาพสวยขึ้น แต่คือ “วิวัฒนาการของเซ็นเซอร์กล้อง” ที่อาจเปลี่ยนมาตรฐานของภาพถ่ายในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
