Hãng máy ảnh Nhật Bản đã phát triển thành công bộ cảm biến (sensor) hình ảnh có thể chụp hình màu, thay vì ảnh trắng đen hiện nay, với chất lượng cao ngay cả trong bóng tối. Với độ nhạy sáng gấp 10 lần công nghệ hiện nay, sensor này là bước tiến lớn, có thể giúp cải thiện công nghệ xe tự lái và thực tế ảo tương tác (AR).
Nikkei Asia nói rằng Canon sẽ bắt đầu sản xuất loại máy ảnh có loại cảm biến này trong năm 2022.
Cảm biến mới của Canon có thể nhận ra ánh sáng ở một phần mười độ sáng mà các cảm biến thông thường cần, hay nói cách khác là độ nhạy sáng gấp 10 lần cảm biến tốt nhất hiện nay. Vì thế, ự nó cho phép sử dụng một loạt các ứng dụng công nghiệp như lái xe và giám sát an ninh.
Độ nhạy sáng được tăng nhiều lần nhờ một thiết bị nhận ánh sáng do Canon phát triển có tên là SPAD. Trong máy ảnh kỹ thuật số thông thường, cảm biến CMOS gửi tín hiệu dựa trên các photon ánh sáng nhận được trong một khoảng thời gian nhất định. Nhưng SPAD lại khuếch đại một photon đi vào cảm biến thành một số lượng lớn các điện tử, cho phép phát hiện hình ảnh ngay cả trong điều kiện có lượng sáng rất nhỏ.
Số lượng pixel trong một cảm biến là chìa khóa cho độ rõ nét của hình ảnh. Cảm biến SPAD của Canon có độ phân giải đến 3,2 triệu pixel, gấp ba lần độ phân giải của cảm biến hiện nay do Canon chế tạo. SPAD có thể nhận biết thời gian ánh sáng quay trở lại với đơn vị nhỏ hơn một nano giây, cho phép nhận dạng hình ảnh hay vật thể chính xác hơn.
Từ trước đến nay, camera quan sát ban đêm sử dụng tia hồng ngoại là công cụ chủ yếu để chụp ảnh trong bóng tối. Nhưng camera tia hồng ngoại hiện chỉ chụp được hình ảnh bằng hai màu trắng và đen. Máy ảnh độ nhạy sáng cao trên thị trường hiện nay chỉ có thể chụp ảnh màu với độ sáng ánh trăng, nhưng độ nhiễu hay độ mờ cao khiến mắt thường không thể nhìn rõ được.
Nhà máy của Canon ở Kawasaki sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt loại cảm biến mới vào nửa cuối năm 2022. Canon có kế hoạch lắp đặt bộ cảm biến này trong các camera an ninh của riêng mình mà họ sẽ giới thiệu vào cuối năm sau. Canon cũng sẽ giới thiệu sensor này cho các hãng khác.
Theo kế hoạch, Canon sẽ đầu tư hơn 21 tỷ yên (185 triệu USD) trong năm 2023 để xây dựng một nhà máy cảm biến hình ảnh mới tại thành phố Hiratsuka, tỉnh Kanagawa, nơi hãng có kế hoạch tăng dần sản lượng cảm biến. Cảm biến SPAD có thể được sản xuất theo công nghệ chế tạo sensor CMOS hiện nay với chi phí tương đương.
Cảm biến SPAD đo khoảng cách đến một vật thể dựa trên thời gian ánh sáng phản xạ từ vật thể này quay trở lại và có thể chụp không gian theo ba chiều. Dự kiến, SPAD sẽ được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm LIDAR, một cảm biến cần thiết cho lái xe tự động và công nghệ thực tế ảo AR.
Cần phải nói thêm rằng công nghệ thực tế AR sẽ là ngành công nghệ mới trong tương lai của vũ trụ số. Chẳng hạn, một người đang có mặt tại Tokyo, nhưng hình ảnh của anh ta có thể xuất hiện trong một studio ghi hình hay phòng họp ở TP.HCM hay London để thảo luận trực tiếp với người dẫn chương trình hay các đối tác đang có mặt tại hai địa điểm đó. Công nghệ AR mới cùng với các công nghệ hỗ trợ khác có thể ứng dụng trong công nghệ triển lãm hay phim ảnh, đặc biệt là khi dịch Covid vẫn đang hạn chế sự di chuyển của con người.
Các tập đoàn Nhật Bản đang chạy đua để tăng độ phân giải hình ảnh cho camera chụp ảnh hay quay phim. Panasonic đang có kế hoạch lớn theo hướng này. Sony Semiconductor Solutions, hãng con của tập đoàn Sony, có kế hoạch xuất xưởng cảm biến SPAD cho LIDAR vào tháng 3-2022.
Hiện nhu cầu lớn nhất về cảm biến hình ảnh là camera của điện thoại thông minh. Trong tương lai, nhu cầu về cảm biến hình ảnh 3D dự kiến sẽ tăng lên bởi được sử dụng thường xuyên trong công nghệ xe tự lái và robot. Theo hãng nghiên cứu Yole Developpement của Pháp, thị trường cảm biến hình ảnh 3D sẽ tăng gấp ba lần lên 15 tỷ USD vào năm 2025 so với năm 2019.
Ricky Hồ / BSA
Cuộc đua cửa hàng tạp hóa công nghệ siêu nhanh trên thị trường bán lẻ Mỹ