Bắt đầu xuất hiện từ iPhone 6, cụm camera sau lồi lên đã trở thành điểm nhấn xấu xí trên mặt lưng của mỗi chiếc iPhone. Nhưng đến tận năm 2019 hiện nay, dựa trên các hình ảnh tin đồn về iPhone mới, Apple cho thấy việc nhồi nhét hàng tỷ bóng bán dẫn vào trong một con chip còn dễ hơn so với việc làm một mặt lưng iPhone phẳng hoàn toàn.
Thậm chí iPhone của năm 2019 còn làm mọi thứ tồi tệ hơn khi cụm camera sau không chỉ lồi lên mà còn to hơn hẳn so với các cụm camera trước đây. Điều này làm không ít người cảm thấy nuối tiếc cho thiết kế của iPhone 5S trở về trước, khi cụm camera nằm phẳng hoàn toàn với mặt lưng iPhone.
Nhưng không phải Apple muốn làm như vậy, có những giới hạn vật lý đối với ống kính camera trên điện thoại cũng như cả những giới hạn trong việc chiều lòng người dùng buộc họ phải làm như vậy.
Giới hạn đối với kích thước camera
Một trong các giới hạn cơ bản nhất đối với kích thước camera là độ dài tiêu cự (hay tiêu cự - focal length), khoảng cách từ ống kính đến tấm phim trên máy ảnh hoặc cảm biến hình ảnh để tạo ra hình ảnh sắc nét. Khi giảm tiêu cự, góc nhìn sẽ rộng hơn và khi bạn tăng tiêu cự, góc nhìn sẽ hẹp hơn, trên cùng một cảm biến chụp ảnh. Nếu giữ nguyên tiêu cự, cảm biến nhỏ hơn sẽ có góc nhìn hẹp hơn còn cảm biến lớn hơn sẽ có góc nhìn rộng hơn.
Focal Length - Tiêu cự: khoảng cách giữa ống kính và cảm biến ảnh.
Mọi thứ tưởng chừng như rất đơn giản, nhưng đó là với hệ thống chỉ có một ống kính. Trong khi đó, với hầu hết các camera với ống kính cố định – giống như camera trên điện thoại – sẽ có nhiều ống kính nhựa khác nhau, ngoài ra còn có lớp kính bảo vệ camera, động cơ lấy nét tự động, và còn có thể có những bộ phận khác như bộ ổn định hình ảnh,… Tất cả những bộ phận này đều có kích thước cố định, và không dễ thu nhỏ hơn nữa như các bóng bán dẫn.
Các thành phần trong hệ thống camera trên smartphone.
Năm 2013, iPhone 5S có cảm biến chụp ảnh 1/3" (với diện tích 17,3mm2), độ phân giải 8 megapixel, với mỗi pixel lại có kích thước 1, 5µm (micromet). Cảm biến này có kích thước lớn hơn một chút so với người tiền nhiệm trên iPhone 5, cảm biến 1/3,2" (diện tích 15,5mm2). Cảm biến nhỏ hơn sẽ thu được ít sáng hơn, ảnh sẽ tối hơn. Với ống kính góc rộng tầm trung có khẩu độ f/2.2, tiêu cự của camera trên iPhone 5S chỉ là 4mm.
Hãy nhìn vào thiết kế của iPhone 5S. Nó có độ dày 7,6mm, lớn hơn nhiều so với tiêu cự, nhưng đừng quên còn cần không gian cho ống kính, cảm biến hình ảnh, lớp kính bảo vệ bề mặt ống kính, màn hình. Dù sao đi nữa, kích thước đó vừa đủ để ống kính với tiêu cự 4mm có thể đặt gọn trong thân máy và ta có một mặt lưng phẳng đến hoàn hảo.
iPhone 5S với mặt lưng phẳng và camera không hề lồi lên.
Nhưng tại sao camera iPhone 6 cũng có thông số giống hệt như iPhone 5S, cũng cảm biến 1/3inch, 8MP và mỗi pixel 1,5µm, tại sao cụm camera này lại lồi lên trên mặt lưng thiết bị. Có lẽ mọi người quên mất một điều, iPhone 6 chỉ mỏng có 6,9mm thôi, mỏng hơn 0,7mm so với iPhone 5S.
Tua nhanh đến iPhone XS của năm 2018, chiếc iPhone đầu tiên sử dụng cảm biến 1/2.55 inch (có diện tích đến 23,3mm2), lớn hơn 35% so với cảm biến trên iPhone 6 hay iPhone 5S. Các pixel cũng nhỏ hơn một chút, 1,4µm và độ phân giải 12MP, tương đương với camera trên các thiết bị đối thủ khác. Họ cũng thu nhỏ ống kính đi một chút, và cần có tiêu cự khoảng 4,3mm.
Có lẽ chỗ lồi này cũng tương đương với chênh lệch độ dầy giữa iPhone 6 và 5S.
Nhưng Apple cũng mở rộng khẩu độ của ống kính lên f/1.8 để có thể thu thêm được nhiều ánh sáng hơn. Khẩu độ rộng hơn và cảm biến lớn hơn cần có ống kính lớn hơn một chút. Ngoài ra iPhone XS cũng dày hơn một chút, khoảng 7,7mm, dày hơn iPhone 5S khoảng 0,1mm. Nhưng chừng đó là chưa đủ để làm phẳng hoàn toàn mặt lưng iPhone XS khi nó lại được nhồi nhét thêm nhiều phần cứng và tính năng hơn trước.
Các smartphone nhiều camera
Và tất nhiên, một điều quan trọng khác là hiện nay, hiếm có smartphone nào chỉ có một camera sau, và nhiều camera hơn cũng mang lại các lợi ích đáng kể cho người dùng. Chế độ chụp "Chân dung" của Apple là một ví dụ.
Để chụp được những bức ảnh với khả năng xóa phông huyền ảo, iPhone XS sử dụng một ống kính tương đương với camera có độ mở f/2.4 và tiêu cự 52mm, cũng có độ phân giải 12MP. Giảm độ mở sẽ cho phép tạo ra các ống kính nhỏ hơn, nhưng tiêu cự của nó đạt đến mức 8,5mm. Thật khó để nhồi nhét nó vào vừa trong thân máy dày 7,7mm.
Nhưng Apple đã tìm ra giải pháp chấp nhận được. Họ thu nhỏ cảm biến lại. Vì vậy cảm biến cho camera chụp chân dung chỉ là 1/3.4 inch (khoảng 13,3mm2) – đó cũng là lý do vì sao nó sẽ không hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng yếu. Ngoài ra nó cũng có giá rẻ hơn so với cảm biến 1/2,55 inch của camera chính.
Như đã nói ở trên cảm biến nhỏ hơn sẽ làm góc nhìn hẹp hơn và để góc chụp có thể đủ để xóa phông của ảnh nền, tiêu cự cần được giảm xuống. Do vậy, tiêu cự của ống kính chụp ảnh chân dung giảm xuống chỉ còn khoảng 6,5mm – đủ để đặt vào trong iPhone XS với phần ống kính lồi lên một chút.
Thay đổi về góc nhìn trên camera.
Dù sao đi nữa, sau nhiều năm làm quen với cụm camera lồi lên trên mặt lưng, phần đông người dùng đã chấp nhận nó khi cần cân bằng giữa thiết kế và chức năng của smartphone. Thậm chí, chỗ lồi lên đó còn được xem như một biểu tượng cho iPhone và việc cố gắng loại bỏ nó không hẳn sẽ nhận được sự tán thưởng từ người dùng. Có lẽ Apple đang chọn cách làm dễ dàng hơn đối với chỗ lồi này: Đừng sửa những gì chưa hỏng.
Các vết lồi sẽ còn lớn hơn nữa
Nhiều điện thoại ra mắt trong năm 2019 đã bắt đầu xuất xưởng với các cảm biến 48MP hoặc thậm chí cảm biến 64MP "quad Bayer". Điều này cũng có nghĩa là chúng sẽ có kích thước lớn hơn, thường là 1/2 inch (khoảng 30,70mm2). Với cảm biến lớn như vậy, cũng có nghĩa tiêu cự ống kính cũng sẽ dài hơn và có thể còn làm vết lồi trên mặt lưng smartphone nổi cao hơn nữa.
Những cảm biến với kích thước khủng như trên chắc hẳn sẽ là một điểm nhấn hấp dẫn đối với người dùng, nhưng họ cũng không sẵn sàng đánh đổi nó lấy một vết lồi quá lớn trên thiết bị cá nhân của mình. Đặt gọn hệ thống camera với cảm biến lớn như vậy vào trong chiếc smartphone nhỏ gọn sẽ là một thách thức đáng kể đối với bất kỳ nhà sản xuất nào.
Các iPhone 11 của năm 2019 vẫn chưa ra mắt, nhưng với các tin đồn về camera thứ ba trên mặt lưng iPhone mới, không khó hiểu tại sao vết lồi đó lại có hình thù kỳ dị đến như vậy. Nhiều khả năng Apple đã tăng kích thước cảm biến cũng như độ mở ống kính để thu được nhiều ánh sáng hơn. Có lẽ điều này sẽ giúp người dùng có được bức ảnh đẹp hơn với nhiều tính năng hấp dẫn hơn, nhưng đánh đổi lại là một số điểm trừ về thiết kế.