Hình ảnh siêu mẫu Playboy Lena Söderberg được tái hiện từ hệ thống cảm biến dẻo.
Một nhóm nghiên cứu đến từ đại học Johannes Kepler tại Áo đã vừa phát triển một thiết bị ghi hình sử dụng một tấm polymer mỏng, dẻo và trong suốt. Các nhà nghiên cứu cho biết cảm biến ảnh mới có thể được áp dụng trên những thiết bị kĩ thuật số như máy ảnh, máy quét y khoa và tiềm năng sẽ mở ra một thế hệ điện thoại thông minh, máy tính bảng, TV tích hợp tính năng điều khiển bằng cử chỉ.
Tấm polymer được dùng trong thiết bị ảnh hóa nói trên không khác gì một tấm phim nhựa dẻo bình thường nhưng nó sử dụng các hạt phát huỳnh quang để thu nhận ánh sáng trước khi gởi một phần ánh sáng vào mạng lưới cảm biến được đặt xung quanh các góc. Do không có các thành phần ngoại vi các các thiết bị điện tử thấy được, nhóm nghiên cứu cho biết tấm polymer trong suốt sẽ rất lý tưởng để sử dụng trên các thiết bị trong tương lai điều khiển bằng cử chỉ thay vì giao diện cảm ứng.
Yếu tố cốt lõi của cảm biến ảnh mới là tấm phim polymer được biết đến với tên gọi Luminescent Concentrator (LC). Cảm biến được phủ ngoài với các hạt phát huỳnh quang siêu nhỏ có thể hấp thụ các bước sóng ánh sáng nhất định trước khi phát lại chúng ở một bước sóng dài hơn. Trong khi hầu hết ánh sáng sẽ chiếu xuyên qua tấm polymer, một phần ánh sáng sẽ di chuyển vào bên trong và được truyền đến các góc. Điều này cho phép hệ thống cảm biến quang học gắn xung quanh các góc ngoài của tấm phim thu nhận ánh sáng lưu lại và gởi thông tin đến một máy tính, tại đây máy sẽ kết hợp các tín hiệu nhận được và tạo ra một tấm hình đen trắng.
So sánh giữa hình ảnh tập trung trên bề mặt cảm biến (ảnh nhỏ) và hình ảnh được tái hiện.
Không giống như các cảm biến CCD - sử dụng phổ biến trong máy ảnh và máy quay kĩ thuật số, được chia thành nhiều điểm ảnh (pixel), LC trong thiết bị ảnh hóa hoạt động như một bộ lấy sáng, nơi ánh sáng từ mọi điểm trên bền mặt tấm phim được truyền đến các cảm biến tại góc. Do đó, thử thách còn lại của nhóm nghiên cứu là phải xác định chính xác vị trí ánh sáng đập vào bề mặt LC.
Nhóm đã sử dụng phương pháp suy giảm ánh sáng (light attenuation) để theo dõi một tia laser chiếu lên bề mặt. Khi ánh sáng đi xuyên qua tấm polymer đến các góc, nó trở nên tối hơn. Bằng cách đo đạt độ sáng của ánh sáng đến các cảm biến, các nhà nghiên cứu có thể suy ra vị trí nào trên bề mặt của tấm polymer đã hứng ánh sáng. Từ đây, hình ảnh được tái hiện bằng một kĩ thuật tương tự phương pháp chụp X quang hay quét CT.
Oliver Bimber, một thành viên thuộc nhóm nghiên cứu cho biết: "Trong công nghệ CT, hình ảnh không thể được tái hiện từ một phép đo suy giảm tia X dọc theo một hướng duy nhất. Với nhiều phép đo như vậy được thực hiện tại nhiều vị trí và hướng khác nhau, chúng tôi đã biến điều không thể thành có thể. Hệ thống của chúng tôi hoạt động theo một cách thức tương tự nhưng thay vì sử dụng tia X, chúng tôi dùng ánh sáng thấy được."
Độ phân giải hiện tại của cảm biến vẫn còn rất thấp, chỉ 32 x 32 pixel, do chất lượng của các bán dẫn photodiode giá rẻ sử dụng trong thiết bị. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch phát triển một nguyên mẫu tốt hơn với photodiode "xịn" hơn để có được tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) hiệu quả hơn. Sau cùng, cảm biến ảnh có thể được dùng trong các giao diện trong suốt phủ lên các thiết bị điện tử, chẳng hạn như TV và các công nghệ màn hình khác. Một ví dụ, nó có thể mang tính năng điều khiển bằng cử chỉ lên các trò chơi điện tử mà không cần đến các thiết bị theo dõi chuyển động như Kinect. Tính dẻo của vật liệu có nghĩa nó còn có thể được dùng như một thiết bị nhập liệu trên các vật thể cong và cuối cùng, với việc sử dụng nhiều lớp polymer trong suốt, nó có thể thu nhận nhiều bước sóng khác nhau trong mỗi lớp, từ đó tạo ra hình ảnh màu.
Một bài báo cáo về nghiên cứu do A. Koppelhuber và O. Bimber có tựa đề "Towards a transparent, flexible, scalable and disposable image sensor using thin-film luminescent concentrators" đã được xuất bản trên tạp chí Optics Express.
Theo: Gizmag
