Chiếc camera trên chiếc iPhone đầu tiên năm 2007 chỉ có 2 megapixel. Và nó chỉ có một camera phía sau; thậm chí không có camera trước để chụp selfie. Ngày nay, bạn sẽ thấy nhiều camera ở cả phía trước và phía sau của điện thoại—một số trong số chúng có cảm biến lên đến 108 megapixel, như chiếc camera lớn nhất trên Samsung Galaxy S21 Ultra.
Nhưng trong khi kích thước cảm biến và số lượng megapixel của camera điện thoại đã tăng đáng kể trong thập kỷ qua—đồng thời cải tiến trong phần mềm nhiếp ảnh tính toán—ống kính giúp chụp ảnh vẫn giữ nguyên cơ bản.
Một công ty mới mang tên Metalenz, xuất hiện từ chế độ ẩn danh ngày hôm nay, đang tìm cách làm đảo lộn thị trường camera điện thoại với một hệ thống ống kính duy nhất và phẳng sử dụng công nghệ gọi là bề mặt quang học. Một chiếc camera được xây dựng xung quanh công nghệ ống kính mới này có thể tạo ra một bức ảnh có chất lượng tương đương hoặc tốt hơn so với ống kính truyền thống, thu thập nhiều ánh sáng hơn để có ảnh sáng hơn, và thậm chí có thể kích thích các hình thức mới của cảm biến trong điện thoại, tất cả trong khi chiếm ít không gian hơn.
Làm thế nào nó hoạt động? Trước hết, quan trọng là hiểu cách ống kính của camera điện thoại hoạt động hiện nay. Hệ thống hình ảnh phía sau chiếc điện thoại thông minh của bạn có thể có nhiều camera—iPhone 12 Pro mới nhất có ba camera ở phía sau—nhưng mỗi camera lại có nhiều ống kính hoặc các yếu tố ống kính chồng lên nhau. Cảm biến camera chính trên chiếc iPhone 12 Pro đã nói ở trên sử dụng bảy yếu tố ống kính. Một thiết kế nhiều ống kính như của iPhone thì vượt trội hơn so với một thiết lập một ống kính; khi ánh sáng đi qua từng ống kính liên tiếp, hình ảnh trở nên sắc nét và rõ ràng.
“Quang học thông thường trong smartphone hiện nay bao gồm từ bốn đến bảy yếu tố ống kính,” chia sẻ Oliver Schindelbeck, quản lý đổi mới tại nhà sản xuất ống kính Zeiss, nổi tiếng với những ống kính chất lượng cao của mình. “Nếu bạn chỉ có một yếu tố ống kính, chỉ bằng vật lý bạn sẽ gặp hiện tượng sai biệt như méo mó hoặc phân tán trong hình ảnh.”
Ở đây, Metalenz xuất hiện. Thay vì sử dụng các yếu tố ống kính nhựa và thủy tinh xếp chồng trên cảm biến hình ảnh, thiết kế của Metalenz sử dụng một ống kính duy nhất được xây dựng trên một viên thủy tinh có kích thước từ 1x1 đến 3x3 milimét. Nhìn rất kỹ dưới kính hiển vi và bạn sẽ thấy cấu trúc siêu nhỏ đo một phần nghìn chiều rộng của một sợi tóc người. Những cấu trúc siêu nhỏ này làm cong tia ánh sáng một cách sửa chữa nhiều điểm yếu của hệ thống camera với ống kính duy nhất.
Công nghệ cốt lõi đã được hình thành thông qua một thập kỷ nghiên cứu khi đồng sáng lập và CEO Robert Devlin đang thực hiện bảng tiến sĩ tại Đại học Harvard với nhà vật lý nổi tiếng và đồng sáng lập Metalenz Federico Capasso. Công ty đã được tách ra từ nhóm nghiên cứu vào năm 2017.
Ánh sáng đi qua những cấu trúc siêu nhỏ có hình dạng như hàng triệu hình tròn với đường kính khác nhau ở mức vi độ. “Giống như một ống kính cong làm tăng tốc và làm chậm tia sáng để làm cong nó, mỗi cái cho phép chúng tôi làm điều tương tự, vì vậy chúng tôi có thể làm cong và tạo hình ánh sáng chỉ bằng cách thay đổi đường kính của những hình tròn này,” Devlin nói.
Chất lượng hình ảnh kết quả không kém sắc nét so với hệ thống máy ảnh đa ống kính, và cấu trúc siêu nhỏ thực hiện nhiệm vụ giảm hoặc loại bỏ nhiều hiện tượng méo mó hình ảnh phổ biến trong các máy ảnh truyền thống. Và thiết kế không chỉ giữ gìn không gian. Devlin nói rằng một camera Metalenz có thể truyền thêm ánh sáng vào cảm biến hình ảnh, cho phép tạo ra hình ảnh sáng và rõ nét hơn so với những gì bạn có được với các yếu tố ống kính truyền thống.
Một lợi ích khác? Công ty đã hình thành đối tác với hai nhà lãnh đạo trong lĩnh vực bán dẫn (hiện có thể sản xuất một triệu "vi chip" Metalenz mỗi ngày), có nghĩa là quang học được sản xuất tại những nhà máy chế tạo thiết bị tiêu dùng và công nghiệp—bước quan trọng trong việc đơn giản hóa chuỗi cung ứng.
Metalenz sẽ chuyển sang sản xuất hàng loạt vào cuối năm nay. Ứng dụng đầu tiên của nó sẽ là phục vụ như hệ thống ống kính của cảm biến 3D trong một chiếc điện thoại thông minh. (Công ty không tiết lộ tên nhà sản xuất điện thoại.)
Devlin nói rằng các cảm biến 3D hiện tại, như camera TrueDepth của Apple cho Face ID, sử dụng tia laser để quét khu vực mặt, nhưng điều này có thể làm giảm pin của điện thoại. Vì Metalenz có thể đưa thêm ánh sáng vào cảm biến hình ảnh, anh ta cho rằng nó có thể giúp tiết kiệm năng lượng.
Tin tốt khác? Nếu đó là cảm biến 3D trên mặt trước của điện thoại để xác minh khuôn mặt, Devlin nói rằng hệ thống Metalenz có thể loại bỏ nhu cầu về một khe camera to và lồi ra màn hình, giống như khe camera trên các mẫu iPhone hiện tại. Sự tiết kiệm không gian từ việc không sử dụng yếu tố ống kính truyền thống sẽ cho phép nhiều nhà sản xuất điện thoại đặt cảm biến và camera dưới mặt kính hiển thị của thiết bị, điều mà chúng ta sẽ thấy nhiều hơn trong năm nay.
Devlin nói rằng ứng dụng của Metalenz vượt ra khỏi điện thoại thông minh. Công nghệ có thể được sử dụng trong mọi thứ từ thiết bị chăm sóc sức khỏe đến camera thực tế ảo và ảo, đến camera trong ô tô.
Hãy xem phổ cầm trên làm một ví dụ. Một máy phổ được sử dụng để phát hiện chính xác các bước sóng ánh sáng khác nhau, và nó thường được sử dụng trong các bài kiểm tra y tế để xác định các phân tử cụ thể trong máu. Khi metasurfaces cho phép bạn thu gọn “một bàn làm việc quang học thành một bề mặt duy nhất”, Devlin khẳng định bạn có thể đặt cảm biến phù hợp trong một chiếc điện thoại thông minh với Metalenz để thực hiện cùng loại công việc.
“Thực sự, bạn có thể nhìn vào dấu vết hóa học của trái cây bằng một máy phổ và nói được nó có chín hay không,” Devlin nói. “Điều này thực sự không chỉ là một hình ảnh nữa, bạn đang truy cập vào tất cả các hình thức cảm nhận khác nhau, và nhìn và tương tác với thế giới, có được một tập mới hoàn toàn thông tin vào điện thoại di động.”
- 📩 Những thông tin mới nhất về công nghệ, khoa học, và nhiều hơn nữa: Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
- Con Sư tử, người đa tình, và kế hoạch lừa đảo nhiên liệu sinh học
- Tại sao Instacart đang sa thải nhân viên khi giao hàng tăng vọt
- Đây có phải là tổ cáo xưa của loài giun bobbit đáng sợ?
- Làm thế nào để sao lưu những email quan trọng nhất của bạn
- Flash đã chết—nhưng chưa bao giờ mất đi
- 🎮 MINPRICE Games: Nhận những mẹo mới nhất, đánh giá, và nhiều hơn nữa
- 🏃🏽♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Kiểm tra lựa chọn của đội Gear chúng tôi cho bộ đếm bước tốt nhất, trang thiết bị chạy (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất