Ống kính siêu mỏng đã ra đời, thiết kế camera trên smartphone có thể sẽ thay đổi vĩnh viễn

11-10-2019 10:15

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra ống kính có độ mỏng ít hơn gấp ngàn lần ống kính thông thường, nhằm giúp loại bỏ hoàn toàn các vết “u bướu” trên lưng những chiếc smartphone truyền thống.

Thiết kế của điện thoại thông minh hiện nay đang chịu ảnh hưởng xấu bởi một số tính năng cơ bản, như rãnh và lỗ trên màn hình cũng như phần lồi do camera ở mặt sau. Các nhà sản xuất đang cố xử lý vấn đề mặt trước để tạo ra các sản phẩm với tỷ lệ màn hình ngày càng cao, tuy nhiên giải pháp cho hệ thống camera vẫn chưa thực sự rõ ràng.

Tuy nhiên, những lùm xùm đó có thể sớm biến mất nhờ thành quả mới đây của một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah. Họ đã phát triển một ống kính camera cực mỏng.

Ống kính siêu mỏng đã ra đời, thiết kế camera trên smartphone có thể sẽ thay đổi vĩnh viễn - Ảnh 1.

Ống kính phẳng do các nhà nghiên cứu phát triển.

Để so sánh thì các thành phần ống kính được sử dụng trong máy ảnh trên điện thoại thông minh thông thường hoạt động dựa trên nguyên lý tập trung ánh sáng vào một cảm biến nhỏ. Tất cả hệ thống này chỉ dày vài mm. Nghe có vẻ không nhiều, nhưng nó vẫn quá lớn so với các thiết kế điện thoại theo xu hướng ngày càng mỏng nhẹ. Nhưng các nhà nghiên cứu kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Utah đã thành công trong việc tạo ra một loại ống kính quang học mới có độ dày chỉ vài micron. Để dễ hình dung thì nó mỏng hơn khoảng… 1.000 lần và nhẹ hơn 100 lần so với các loại camera điện thoại đang có trên thị trường.

Vậy làm thế nào để ống kính mới này có thể chụp và ghi lại đầy đủ hình ảnh, ánh sáng cho một bức ảnh? Báo cáo cho thấy ống kính này có cách tiếp cận tương tự như các lò năng lượng mặt trời. Các lò này sử dụng một loạt các gương phản xạ nhỏ đặt ở các vị trí khác nhau nhằm phản chiếu và tập hợp ánh sáng mặt trời lên tháp trung tâm. Bản thân một gương phản xạ không tạo ra nhiều nhiệt, nhưng hàng trăm hay hàng ngàn chiếc cộng lại có thể tạo ra nhiệt độ nóng tới 6.330 độ F.

Ống kính siêu mỏng đã ra đời, thiết kế camera trên smartphone có thể sẽ thay đổi vĩnh viễn - Ảnh 2.

Lò năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới.

Ống kính mà các nhà nghiên cứu tạo ra cũng dựa trên nguyên tắc đó. Nó được tạo thành từ vô số cấu trúc nhỏ, không thể nhìn thấy bằng mắt người và có vị trí chiến lược để mỗi phần trong chúng uốn cong và chuyển hướng ánh sáng về phía cảm biến của máy ảnh. Khi tất cả chúng hoạt động cùng nhau, kết quả tạo ra giống như một ống kính duy nhất.

Tuy nhiên, công nghệ này đòi hỏi một quy trình chế tạo mới, một loại polymer mới và các thuật toán tùy chỉnh để tính toán hình dạng và vị trí của từng cấu trúc vi mô. Nhưng điểm quan trọng nhất là ống kính thu được có thể hoàn toàn phẳng và được làm bằng nhựa nhẹ.

Nhờ đó, các smartphone sử dụng loại ống kính này trong tương lai có thể hoàn toàn loại bỏ cục u phía sau lưng máy, làm cho toàn bộ điện thoại trở nên mỏng và nhỏ hơn, nhờ có thêm không gian bên trong được giải phóng từ hệ thống camera trước và sau. Nó cũng có thể cải thiện thời gian bay của các loại UAV nhờ giảm đáng kể trọng lượng của các loại máy ảnh có trọng lượng lớn hiện nay. Các nhiếp ảnh gia cũng không còn phải mang vác những loại ống kính cồng kềnh và đi vòng quanh để tìm địa điểm chụp đẹp như các tay súng bắn tỉa như trước.

Hiện tại, chất lượng hình ảnh của các ống kính siêu mỏng này vẫn còn hạn chế. Tuy nhiên chúng có thể sớm được cải thiện trong tương lai.