Ống kính chất lỏng có gì siêu việt mà Xiaomi muốn trang bị cho dòng Mi Mix mới của mình

Với ống kính chất lỏng, camera smartphone sẽ có được hầu như mọi tính năng mà các nhiếp ảnh gia trên điện thoại mơ ước.

Xiaomi vừa hé lộ hệ thống camera mới trên smartphone Mi Mix sắp ra mắt, dùng ống kính chất lỏng thay vì ống kính thông thường. Xiaomi cho biết, loại ống kính mới sẽ cho phép camera thiết bị có thể chụp ở nhiều chế độ khác nhau, từ chụp tele cho đến macro, thay đổi tiêu cự và tiêu điểm khác nhau mà không cần trang bị các hệ thống ống kính nặng nề phức tạp.

Đối với những nhiếp ảnh gia trên điện thoại, đây đúng là một ống kính đáng mơ ước đến mức khó tin, nhưng làm thế nào một ống kính đơn duy nhất lại có thể cho ra nhiều độ dài tiêu cự và hình dạng ống kính khác nhau như vậy?

Các ống kính thông thường, hay các ống kính cơ học chỉ có một hình dạng cố định, vì vậy để thay đổi chiều dài tiêu cự cũng như độ rộng góc nhìn của camera, khoảng cách giữa ống kính và cảm biến chụp ảnh phải liên tục được thay đổi hoặc phải thay các loại ống kính khác nhau để có hiệu quả ảnh chụp như ý muốn.

Đây chính là điều làm nên sự đặc biệt của ống kính chất lỏng khi nó có thể thay đổi hình dạng và kéo theo đó là chiều dài tiêu cự mà không cần đến bất kỳ linh kiện cơ khí nào. Tuyệt vời hơn khi những điều đó có thể được thực hiện trong vòng vài mili giây ngắn ngủi. Điều này có nghĩa là về lý thuyết bạn có thể thay đổi nhiều ống kính với nhiều độ dài tiêu cự khác nhau chỉ bằng một ống kính chất lỏng duy nhất.

Ống kính chất lỏng hoạt động như thế nào?

Những khả năng của ống kính chất lỏng tưởng chừng như một điều kỳ diệu nhưng hóa ra nó lại rất thực tế. Lý thuyết đằng sau ống kính chất lỏng là nếu có một giọt chất lỏng đặt trên một bề mặt kị nước, các phân tử trong chất lỏng sẽ liên kết với nhau thay vì liên kết với bề mặt kị nước.

Nếu một điện trường được đặt vào giữa chất lỏng dẫn điện và một vật liệu dẫn điện, như nhôm, nằm ở phía bên kia của bề mặt kị nước, chất lỏng này sẽ bị hút tĩnh điện về phía tấm nhôm. Bằng cách thay đổi cường độ dòng điện, chất lỏng có thể được dàn đều trên bề mặt kị nước và thay đổi hình dạng theo ý muốn. Đây chính là nguyên lý cơ bản của công nghệ ống kính chất lỏng.

Để ứng dụng nguyên lý này vào ống kính máy ảnh, một số thay đổi được thực hiện để trở nên khả thi. Chất lỏng thay đổi hình dạng được nằm lơ lửng trong một chất lỏng khác kị nó – giống như dầu ở trong nước vậy. Trong khi đó, kim loại dẫn điện được đặt bao quanh thân ống kính, với lớp kính đóng vai trò giữ chất lỏng bên trong nó.

Nguyên lý hoạt động của ống kính chất lỏng, chất lỏng thay đổi hình dạng khi có dòng điện đi qua, tạo ra các dải tiêu cự và các mức độ zoom quang học khác nhau.

Với lớp chất kị nước được phủ lên bề mặt kim loại và ống kính, chất lỏng lơ lửng này sẽ bị đẩy ra từ mọi hướng và buộc phải tạo thành hình dạng nào đó, ngay cả khi đi ngược với lực hấp dẫn. Với thiết kế này, công nghệ ống kính chất lỏng trở nên khả thi đối với camera.

Nhiều dải tiêu cự trong một ống kính mà không cần chuyển động

Khả năng thay đổi hình dạng của chất lỏng trong ống kính mang lại một trong những lợi ích lớn nhất của ống kính chất lỏng: đó là mang lại nhiều dải tiêu cự khác nhau đối với một ống kính duy nhất. Thông thường để ống kính máy ảnh thu được nhiều dải tiêu cự khác nhau, bạn phải có một hệ thống các ống kính zoom phức tạp có thể dịch chuyển cơ học để tạo ra chúng. Điều này sẽ làm chúng trở nên nặng nề và đắt đỏ.

Nhưng với ống kính chất lỏng, chỉ cần một dòng điện nhỏ đi qua ống kính cũng có thể mang lại một dải tiêu cự mới mà không cần bộ phận chuyển động cơ khí nào. Điều này còn có một lợi ích khác, giúp ống kính nhỏ gọn hơn nhiều so với trước đây nhưng vẫn tạo nên các hình ảnh với nhiều mức độ zoom và góc nhìn khác nhau đáng kể.

Còn hơn thế nữa, các thay đổi này có thể thực hiện chỉ trong vài mili giây.

Với ống kính cơ học, bạn sẽ phải đợi động cơ dịch chuyển ống kính đến vị trí cần thiết khi bạn xoay vòng bao quanh ống kính. Nhưng với ống kính chất lỏng, thay đổi này diễn ra gần như ngay lập tức và chỉ cần vài mili giây để có được một hình ảnh hoàn toàn khác. Điều này cũng cho phép ống kính chất lỏng nhanh chóng focus vào chủ thể hình ảnh ở các khoảng cách khác nhau.

Việc chất lỏng thay đổi hình dạng được giữ lơ lửng trong ống kính nhờ lớp phủ kị nước và điện trường bao quanh nó còn mang đến một lợi ích khác. Đó là cải thiện khả năng chống rung cho ống kính mà không cần các phụ kiện cồng kềnh khác như chân chống tripod. Nó có khả năng cân bằng lại các chuyển động từ tay người dùng khi chụp ảnh, mang lại hình ảnh sắc nét hơn cũng như mở ra một chân trời mới cho nhiếp ảnh cầm tay – ngay cả khi không có tripod.

Ứng dụng tiềm năng cho smartphone

Với khả năng lấy focus siêu nhanh cũng như đảm bảo độ bền sau hàng trăm triệu lần sử dụng, các ống kính chất lỏng chủ yếu xuất hiện trong các ứng dụng công nghiệp như các thiết bị máy tự động, các máy quét mã vạch.

Nhưng các ưu điểm trên còn khiến ống kính chất lỏng trở nên đặc biệt thích hợp với smartphone, nơi cần đến các yếu tố như gọn nhẹ phù hợp với không gian chật hẹp của thiết bị nhưng vẫn đầy đủ các mức độ zoom quang học, độ bền, tiết kiệm năng lượng cũng như khả năng chống rung quang học.

Ý tưởng về điều này đã từng được đề cập vào năm 2005 khi Samsung thông báo hợp tác với hãng sản xuất ống kính chất lỏng Varioptic để ra mắt smartphone trang bị công nghệ này trong năm đó. Sau Samsung, nhiều hãng khác như Huawei cũng hứa hẹn sẽ ra mắt điện thoại trang bị công nghệ này nhưng đến giờ vẫn chưa có lời hứa nào trở thành hiện thực.

Giờ đây công nghệ này một lần nữa lại được nhắc đến trên smartphone khi Xiaomi cho biết nó sẽ xuất hiện trên chiếc Mi Mix mới của họ. Là dòng thiết bị cho việc thử nghiệm các công nghệ, các thiết kế mới, việc đưa ống kính chất lỏng lên dòng Mi Mix là quyết định dễ hiểu của Xiaomi. Tuy nhiên, muốn biết liệu Xiaomi có thực hiện được lời hứa của mình hay không, phải chờ đến tối ngày 30 tháng Ba (theo giờ Việt Nam), thời điểm dòng Mi Mix mới ra mắt để chứng thực.