Apple phát triển công nghệ cảm biến ảnh mới dùng metasurface cho iPhone

Không giống như vi thấu kính thông thường chỉ có thể hội tụ ánh sáng một cách đồng đều vào một vùng, lớp metasurface hoạt động như một hệ thống điều hướng ánh sáng thông minh. Nó có thể lái các màu sắc ánh sáng khác nhau (các bước sóng khác nhau) đến các pixel riêng biệt. Điều này cho phép Apple tùy chỉnh nhiều vùng thu sáng cho từng kênh màu một cách độc lập.

Ví dụ, các pixel màu xanh lam và đỏ, vốn có hiệu suất lượng tử thấp hơn, có thể được gán một vùng thu sáng lớn hơn trên metasurface để thu được nhiều ánh sáng hơn. Trong khi đó, các pixel màu xanh lá có thể giữ lại các vùng nhỏ hơn để duy trì độ phân giải cao.

Những ưu điểm chính so với công nghệ hiện tại

Ưu điểm lớn nhất của thiết kế này là khả năng tăng độ nhạy sáng mà không cần tăng kích thước vật lý của các điểm ảnh (photodiode). Bằng cách mở rộng vùng thu sáng cho các kênh màu kém hiệu quả hơn, cảm biến có thể thu thập nhiều photon hơn, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất chụp ảnh trong điều kiện thiếu sáng và giảm nhiễu hạt.

Điều này cũng giúp cân bằng màu sắc ngay từ phần cứng. Các cảm biến truyền thống thường thu nhận nhiều ánh sáng xanh lá hơn đỏ và lam, đòi hỏi phải có sự can thiệp mạnh mẽ từ thuật toán để cân bằng trắng. Với metasurface, độ nhạy giữa các màu có thể được cân bằng tốt hơn, giảm bớt sự phụ thuộc vào các thuật toán và giúp hình ảnh trong trẻo hơn.

Ngoài ra, công nghệ metasurface còn có thể tích hợp trực tiếp chức năng lấy nét tự động theo pha (PDAF). Các trụ nano có thể được thiết kế để có độ nhạy góc tương tự như các vi thấu kính chuyên dụng cho PDAF, cho phép hệ thống lấy nét nhanh và chính xác hơn, đặc biệt trong các cảnh có độ tương phản thấp hoặc thiếu sáng.