Apple Vision Pro, một sản phẩm có giá 3.499 USD, dù sở hữu khả năng truyền tải video hàng đầu, nhưng vẫn chưa thể tái tạo chính xác hình ảnh theo cách chúng ta nhìn thấy. Mặc dù Samsung và LG đã giới thiệu công nghệ màn hình trong suốt tại CES đầu năm nay, nhưng các cảm biến camera - một yếu tố quan trọng để theo dõi chuyển động của các ứng dụng thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR) - vẫn là một rào cản không dễ dàng vượt qua. Tuy nhiên, tình hình có thể sớm thay đổi.

Mới đây, các nhà nghiên cứu từ ICFO–Institut de Ciències Fotòniques thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Barcelona đã phát triển cảm biến hình ảnh bán trong suốt đầu tiên. Cảm biến này bao gồm một mảng 8×8 các bộ tách sóng quang bán trong suốt và các điện cực được bố trí trên một chất nền hoàn toàn trong suốt.

Theo nghiên cứu, mỗi pixel trong mảng có kích thước 60 x 140 μm và có độ trong suốt quang học từ 85-95%.

Các bộ tách sóng quang này thu ánh sáng trong khi cho phép một phần đáng kể ánh sáng đi qua, một đặc điểm cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt, như trong màn hình thông minh trên thiết bị AR và VR. Hơn nữa, cảm biến này có thiết kế cân bằng giữa khả năng nhận ánh sáng và khả năng hiển thị, giúp nó phù hợp với các ứng dụng yêu cầu cả khả năng cảm biến và độ trong suốt.

Khả năng “bắt trọn” mọi khoảnh khắc

Cảm biến hình ảnh, cùng với khả năng thu thập thông tin lớn, đóng vai trò quan trọng. Tuy nhiên, các phương pháp tiếp cận thông thường gặp hạn chế do cảm biến nằm gần mắt, gây cản trở tầm nhìn của người dùng.

Để giải quyết vấn đề này, một công nghệ mới đã được phát triển, tạo ra một loại camera gần như vô hình. Theo đó, các nhà nghiên cứu ở Tây Ban Nha đã tiến hành nghiên cứu này bằng cách thêm các chấm chì sunfua nhỏ vào các tấm graphene.

Những chấm này phát ra các electron chạy qua lớp vật liệu cacbon và tạo ra dòng điện khi bị các photon tấn công. Phương pháp này cho phép tạo ra các bộ tách sóng quang gần như không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, trong khi vẫn duy trì độ nhạy cao với ánh sáng. Điều này mở ra triển vọng mới cho việc sử dụng cảm biến hình ảnh trong các thiết bị hiện đại.

Độ trong suốt 95%

Qua thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo ra chiếc máy ảnh bán trong suốt đầu tiên, cho phép đến 95% ánh sáng đi qua.

Họ đã tiến hành thử nghiệm thêm bằng cách chiếu các mẫu thang độ xám lên bộ tách sóng quang, và so sánh kết quả với cảm biến hình ảnh tiêu chuẩn. Kết quả cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ này trong các ứng dụng như theo dõi mắt trong mũ bảo hiểm thực tế ảo, thiết bị hỗ trợ ô tô và theo dõi quảng cáo.

Dù còn nhiều công việc cần làm trước khi công nghệ này có thể được áp dụng vào các thiết bị thực tế như kính mắt tiêu chuẩn hoặc kính áp tròng, nhưng sự phát triển này đã thể hiện một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực công nghệ hình ảnh trong suốt.

Các tác giả trong nghiên cứu cho biết: “Vì bộ tách sóng quang bán trong suốt có mức tăng ích tích hợp lớn nên thiết bị điện tử đọc mờ có thể được đặt cách xa dãy máy dò để đảm bảo độ trong suốt và hệ số lấp đầy tối đa”.

Họ còn nói thêm: “Hoạt động và sự xuất hiện của các cảm biến hình ảnh trong suốt thể hiện sự thay đổi cơ bản trong cách chúng ta nghĩ về máy ảnh và hình ảnh khi những thiết bị này có thể được đặt khuất khỏi tầm nhìn thông thường”.

Đức Anh Nguyễn