Báo cáo chuyên sâu về công nghệ quang học và ống kính CES 2026: Xác định lại tầm nhìn trong thời đại AI vật lý

Sự thay đổi mô hình trong vật lý cảm biến: Từ tích lũy tương tự đến đếm photon kỹ thuật số

Công nghệ cảm biến tại CES 2026 đi theo hai con đường riêng biệt: vượt qua các giới hạn của hình ảnh trong môi trường khắc nghiệt thông qua khả năng phát hiện từng photon và loại bỏ hiện tượng biến dạng chuyển động bằng cửa chớp toàn cầu khổ lớn.

Cảm biến SPAD của Canon: Kỳ tích công nghiệp với dải động 26 điểm dừng

Cảm biến SPAD (Single Photon Avalanche Diode) thế hệ tiếp theo của Canon là một trong những công nghệ đột phá nhất tại triển lãm. Không giống như các cảm biến CMOS truyền thống đo lượng ánh sáng tích lũy dưới dạng tín hiệu tương tự, cảm biến SPAD sử dụng cơ chế đếm photon kỹ thuật số.

Bằng cách ghi lại dòng điện tử được kích hoạt bởi một photon đơn lẻ, cảm biến này vốn đã loại bỏ nhiễu khi đọc, duy trì tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đặc biệt ngay cả trong bóng tối gần như hoàn toàn. Canon đã chứng minh khả năng của cảm biến trong việc phát hiện rõ ràng người đi bộ cách đó 120 mét trong điều kiện ánh sáng 0,1 lux—về cơ bản là các điều kiện tối đen như mực.Dải động kỹ thuật 26 điểm dừng (tương đương 156dB) của nó cho phép nó ghi lại đồng thời các chi tiết trong bóng tối nhất và vùng sáng nhất mà không cần cắt bớt.

Đối với AI vật lý, công nghệ này tăng cường đáng kể độ an toàn của hệ thống Lái xe tự động (AD) trong điều kiện ánh sáng khó khăn (ví dụ: lối ra khỏi đường hầm hoặc ánh sáng chói vào ban đêm). Kết hợp với phần mềm xử lý hình ảnh từ Ubicept, cảm biến SPAD còn loại bỏ hiện tượng nhòe chuyển động, khiến nó không thể thiếu trong kiểm tra công nghiệp tốc độ cao và thị giác robot.

Hệ sinh thái màn trập toàn cầu của Sony: Kiến trúc IMX928 và Pregius S

Trong khi Canon phá vỡ các giới hạn về ánh sáng thì Sony lại thiết lập một tiêu chuẩn mới cho chụp chuyển động. Sony đã ra mắt IMX928, cảm biến màn trập toàn cầu định dạng lớn Loại 2.0 (đường chéo 31,9mm) có kiến ​​trúc xếp chồng Pregius S.

Cảm biến màn trập lăn truyền thống gặp phải "hiệu ứng thạch" hoặc biến dạng hình học khi chụp các vật thể chuyển động nhanh. Kiến trúc Pregius S của Sony xếp chồng mạch xử lý tín hiệu bên dưới lớp photodiode, cho phép hiển thị đồng thời tất cả các pixel. Ở độ phân giải cao 68,16 megapixel, cảm biến đạt tốc độ đọc ấn tượng 138,9 khung hình / giây (8 bit).

Lộ trình của Sony chỉ ra rằng công nghệ màn trập toàn cầu không còn bị giới hạn ở các máy ảnh công nghiệp quy mô nhỏ. Khi các định dạng tiếp cận kích thước Full-Frame, công nghệ này sẽ thâm nhập vào các hệ thống cấp rạp chiếu phim và tầm nhìn AI cao cấp để đảm bảo tính nhất quán dữ liệu không gian và thời gian hoàn hảo.

Metalenses: Cuộc cách mạng bán dẫn của các thành phần quang học

CES 2026 chứng kiến ​​sự chuyển đổi của metalense từ nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm sang thương mại hóa đại trà. Bằng cách sử dụng cấu trúc nano (siêu bề mặt) để điều khiển ánh sáng, công nghệ này phá vỡ yêu cầu truyền thống về thấu kính cong và dày.

MetaOptics: Sản xuất ống kính trên tấm wafer 12 inch

MetaOptics có trụ sở tại Singapore trưng bày các ống kim loại làm từ thủy tinh được sản xuất bằng quy trình bán dẫn. Một triển lãm nổi bật là mô-đun điện thoại thông minh 5G giúp loại bỏ hoàn toàn "vết lồi camera" thường thấy trên các thiết bị hiện đại.

MetaOptics sử dụng quy trình in thạch bản Deep Ultraviolet (DUV) 12 inch.Không giống như thấu kính tròn truyền thống, ống kính kim loại có thể được chế tạo thành bất kỳ hình dạng nào. MetaOptics đã trình diễn một loại kim loại hình chữ nhật hoàn toàn phù hợp với hình dạng của cảm biến CMOS, cho phép chụp toàn bộ diện tích mà không bị mất cạnh và mang lại độ phân giải cao hơn trong một mô-đun mỏng hơn nhiều.

Sự thay đổi này ngụ ý rằng chuỗi cung ứng ống kính đang chuyển từ mài cơ học chính xác sang mô hình đúc bán dẫn. Điều này cho phép tích hợp nguyên khối quang học và cảm biến, mở đường cho robot y tế vi mô, kính thông minh siêu nhẹ và cảm biến nhà thông minh “vô hình”.

Kyocera: Màn hình trên không điều khiển bằng kim loại

Kyocera mở rộng ứng dụng kim loại sang lĩnh vực hiển thị. Bằng cách điều khiển chính xác các vị trí tiêu điểm dựa trên bước sóng ánh sáng, Kyocera đã phát triển nguyên mẫu "Màn hình trên không có thể đeo được" [15, 10, 10].

Hệ thống này tận dụng cấu hình cực mỏng của các ống kính kim loại để tạo ra một hệ thống quang học nhỏ gọn có khả năng tái tạo hình ảnh với khả năng nhận biết chiều sâu tự nhiên. Điều này giải quyết điểm yếu chính trong AR—Xung đột nơi ở-Vergence (VAC)—bằng cách cho phép não nhận biết các vật thể ở các độ sâu khác nhau một cách tự nhiên, giảm đáng kể tình trạng mỏi mắt.

Quang học thích ứng và sức khỏe: Thấu kính thông minh cho thị giác con người

Với dân số toàn cầu đang già đi, thấu kính thông minh nhắm đến người lão thị và điều chỉnh thị lực là điểm nổi bật của CES 2026. Các thiết bị này đã phát triển từ công cụ ghi âm thành thiết bị tăng cường cảm giác năng động của con người.

Kính mắt thích ứng IXI: Tinh thể lỏng và Theo dõi mắt không cần máy ảnh

Công ty khởi nghiệp IXI của Phần Lan đã giới thiệu kính lấy nét tự động thích ứng được thiết kế để thay thế ống kính hai tiêu cự hoặc lũy tiến truyền thống. Hệ thống này kết hợp thấu kính tinh thể lỏng với hệ thống theo dõi mắt tiêu thụ năng lượng cực thấp.

Không giống như theo dõi dựa trên máy ảnh, IXI sử dụng hệ thống "nhìn vào trong" trong đó đèn LED hồng ngoại được nhúng trong khung chiếu ánh sáng lên mắt và các mảng điốt quang ghi lại phản xạ "dấu vân tay của mắt". Hệ thống giám sát hướng nhìn ở tốc độ 60 khung hình/giây. Khi người dùng chuyển từ tầm nhìn xa sang đọc gần, bộ vi xử lý sẽ sắp xếp lại các phân tử tinh thể lỏng trong vòng một phần nghìn giây để điều chỉnh công suất thấu kính.

Các số liệu hiệu suất chính bao gồm:

• Tiêu thụ điện năng:Chỉ 4mW, cho phép pin chùa 35mAh hoạt động trong 18 giờ.

• Cân nặng:Chỉ nặng 22 gram (không bao gồm ống kính), tương đương với gọng kính tiêu chuẩn.

• Thông tin chi tiết về sức khỏe:Hệ thống cũng có thể ước tính mức độ tập trung và phát hiện các tình trạng như khô mắt bằng cách theo dõi tốc độ chớp mắt và kiểu nhìn.

Goeroptics: Hiệu chỉnh VAC bằng công nghệ lấy nét thay đổi

Trong lĩnh vực XR chuyên nghiệp, Goeroptics đã giới thiệu một thấu kính có tiêu cự thay đổi tinh thể lỏng dày dưới 1 mm.Bằng cách sử dụng một bộ truyền động điện tử để điều chỉnh sự liên kết tinh thể lỏng, nó cung cấp khả năng điều chỉnh điốp liên tục từ -3,00D đến +3,00D. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu kê toa thuốc vào tai nghe XR và giải quyết căn bản tình trạng say tàu xe do VAC gây ra.

Những đột phá trong quang học AR/XR

Khi kính AR được định vị để thành công trên điện thoại thông minh với tư cách là nền tảng điện toán tiếp theo, CES 2026 chứng kiến ​​các công ty giải quyết “tam giác quang học” về trường nhìn (foV), độ sáng và kích thước.

Lumus ZOE: Cột mốc quan trọng 70 độ

Lumus đã trình diễn ống dẫn sóng phản xạ hình học ZOE, giúp đẩy foV lên 70 độ—một bước nhảy vọt so với tiêu chuẩn công nghiệp 50 độ hiện tại.ZOE cũng loại bỏ hiện tượng "rò rỉ ánh sáng", đảm bảo sự riêng tư cho người đeo đồng thời đạt được độ trong suốt cao của môi trường xung quanh.Điều này cho phép AR chuyển từ lớp phủ thông báo đơn giản sang không gian làm việc đa cửa sổ sống động.

Ống dẫn sóng nhựa và giới hạn trọng lượng

Để có thể đeo được cả ngày, trọng lượng là rất quan trọng. Meta-Bounds đã giới thiệu hai thiết kế đoạt Giải thưởng Sáng tạo CES: kính AR đơn sắc nặng 25g và kính AI+AR đủ màu nặng 38g.Chúng sử dụng ống dẫn sóng nhựa (polymer) độc quyền thay vì thủy tinh. Goeroptics cũng trưng bày mô-đun ống dẫn sóng bằng nhựa đủ màu F15Pi, chỉ nặng 4g nhưng duy trì độ truyền qua cách tử trên 92% mà không có hiện tượng cầu vồng.

Máy ảnh điện thoại thông minh: Trở lại vật lý quang học

Sau nhiều năm thống trị "nhiếp ảnh điện toán", năm 2026 đánh dấu sự trở lại của lợi thế quang học vật lý thông qua đổi mới cơ học.

Điều khiển cơ học: Xiaomi 17 Ultra Leica Edition

17 Ultra của Xiaomi có vòng zoom/lấy nét thủ công vật lý bao quanh mô-đun camera phía sau.Vòng này có thể phát hiện các chuyển vị nhỏ tới 0,03 mm, cho phép các nhiếp ảnh gia lấy nét hoặc thu phóng theo giá tuyến tính, mượt mà bằng phản hồi xúc giác, giải quyết tình trạng lấy nét không chính xác khi chạm vào màn hình.

Điện thoại Honor Robot: Gimbal 3 trục tích hợp

Honor đã giới thiệu nguyên mẫu "Robot Phone" tích hợp gimbal ba trục có động cơ trực tiếp vào mô-đun máy ảnh. Máy ảnh có thể xoay, nghiêng và tự động theo dõi đối tượng một cách độc lập, mang lại khả năng ổn định ở cấp độ chuyên nghiệp và theo dõi điện ảnh cho người sáng tạo mà không cần phụ kiện bên ngoài.

Samsung ISOCELL HP5: Tích hợp ống kính và cảm biến

Cảm biến ISOCELL HP5 của Samsung Semiconductor có điểm ảnh 0,5μm nhỏ nhất trong ngành.Để vượt qua những thách thức về thu thập ánh sáng ở quy mô này, Samsung đã tích hợp các thấu kính siêu nhỏ có Chỉ số khúc xạ cao (HRI) trực tiếp vào cấu trúc cảm biến, đảm bảo độ tinh khiết 200MP đồng thời cho phép các mô-đun máy ảnh mỏng hơn.

Ống kính chuyên nghiệp: Cuộc chiến xóa phông của Sigma và Tamron

Đối với các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp, hiệu ứng mờ ảo quang học vẫn là "con hào" tối thượng. Sigma tiếp tục vượt qua những ranh giới này tại CES 2026.

Sigma 135mm f/1.4: Xác định lại giới hạn quang học

Sigma công bố ống kính 135mm f/1.4 DG DN Art, ống kính đầu tiên trên thế giới đạt được khẩu độ f/1.4 ở tiêu cự này. Nó mang lại khả năng kết xuất và hiệu ứng mờ nhòe vượt xa cả "Bokeh Master" 105mm f/1.4 huyền thoại . Ngoài ra, ống kính 200mm f/2 DG DN Sports của Sigma sử dụng động cơ HLA (Bộ truyền động tuyến tính phản hồi cao) để lấy nét nhanh như chớp, đưa tốc độ f/2 lên phạm vi 200mm để chụp ảnh thể thao trong nhà và chân dung.

Mở rộng đa nền tảng của Tamron

Tamron đã được vinh danh với giải thưởng EISA cho ống kính 28-300mm f/4-7.1 Di III VC VXD và 90mm f/2.8 Macro.Chiến lược chuyển các ống kính ngàm E phổ biến của Tamron (như 70-180mm f/2.8 G2) sang ngàm Z của Nikon đã tiếp tục mở rộng dấu ấn thị trường của mình so với các sản phẩm của nhà sản xuất bản địa.

Công nghiệp và hàng không vũ trụ: Độ chính xác vi mô và độ tin cậy cực cao

Cảm biến độ sâu ba ống kính Kyocera

Kyocera đã trình diễn cảm biến độ sâu dựa trên AI sử dụng cấu hình ba ống kính độc đáo.Không giống như các hệ thống ống kính kép, thiết lập ba ống kính xử lý phản xạ và vật liệu mờ hiệu quả hơn, đo các vật thể nhỏ đến 0,30 mm. Điều này được thiết kế cho các ca phẫu thuật y tế (xác định giải phẫu) và kiểm tra hệ thống dây điện công nghiệp [15, 10, 10].

Công nghệ ống kính: Kính siêu mỏng cấp hàng không vũ trụ (UTG)

Trong một bước phát triển đáng ngạc nhiên, Lens Technology đã ra mắt UTG cấp độ hàng không vũ trụ dành cho mảng năng lượng mặt trời vệ tinh LEO.Sử dụng kỹ thuật tăng cường hóa học và cắt laser được mài giũa trên điện thoại thông minh có thể gập lại, loại kính này mỏng như cánh ve sầu và có thể cuộn lại như thước dây.Nó bảo vệ pin mặt trời khỏi oxy nguyên tử và bức xạ tia cực tím trong không gian đồng thời cho phép cất giữ các vệ tinh với hiệu suất "giống như origami" trong quá trình phóng.

Hiển thị dưới dạng ống kính: Micro RGB và đèn nền quang học

Logic của thiết kế ống kính đã chuyển sang đèn nền TV. Samsung, LG và Hisense giới thiệu TV "Micro RGB".Mỗi đèn LED pixel phụ riêng lẻ (dưới 100μm) được ghép nối với dãy thấu kính siêu nhỏ để kiểm soát chính xác góc phát xạ ánh sáng. Điều này cho phép các mẫu máy hàng đầu như Hisense 116UXS đạt được 10.000 nit và 100% gam màu BT.2020 .

Kết luận: Tầm nhìn là cốt lõi của sự tương tác

Chủ đề bao trùm của CES 2026 làống kính quang học đã phát triển từ "thẻ chụp ảnh" thành "cảm biến vòng kín để tương tác vật lý".

Như Giám đốc điều hành Nvidia Jensen Huang đã lưu ý, “AI vật lý” là nền tảng cho tất cả những đột phá này.Cho dù đó là dải động 26 điểm dừng của Canon hay màn trập toàn cầu không bị biến dạng của Sony, mục tiêu là cung cấp cho AI Vật lý (xe tự hành, robot, hình người) dữ liệu vật lý trong thế giới thực chính xác, vượt quá khả năng cảm nhận của con người.

Đối với ngành, ba hướng chiến lược đã xuất hiện:

1. Tích hợp vô hình:Được thúc đẩy bởi các ống dẫn sóng bằng kim loại và nhựa để kết hợp công nghệ vào cuộc sống hàng ngày.

2. Độ trung thực tuyệt đối:Được thúc đẩy bởi SPAD và Global Shutter để loại bỏ hiện vật ở mọi ánh sáng hoặc tốc độ.

3. Khớp nối tính toán:Ống kính không còn độc lập nữa; chúng được kết hợp chặt chẽ với NPU AI (như nền tảng ba chip của Goertek) để đạt được khả năng nhận dạng ngữ nghĩa ngay khi ánh sáng đi vào hệ thống.

Vào cuối năm 2026, chúng tôi hy vọng sẽ thấy những chiếc kính thông minh dành cho người tiêu dùng trông giống như kính mắt thông thường, tự động điều chỉnh tiêu điểm và hoạt động như một trợ lý AI chủ động. Thấu kính đang trở thành đôi mắt mới của chúng ta, lớp vỏ mới của vệ tinh và bộ não mới của thế giới robot.