Các nhà nghiên cứu tại Đại học Princeton và Washington đã phát triển thành công một chiếc camera siêu nhỏ, có kích thước chỉ bằng một hạt muối, nhưng có thể chụp được những hình ảnh sắc nét với đầy đủ màu sắc. Nó được làm bằng một loại siêu bề mặt (metasurface) để thu nhận ánh sáng, có thể được mở rộng để biến toàn bộ bề mặt thành cảm biến.
Thiết bị này trông giống như một bảng điều khiển trong suốt với hoa văn hình tròn được khắc trên đó. Vòng tròn rộng 0.5mm trên đó có chứa đến 1.6 triệu chi tiết hình trụ, mỗi hình trụ được thiết kế cẩn thận để "bẻ cong ánh sáng" sao cho toàn bộ chúng có thể định hình sóng quang học. Các thuật toán xử lý tín hiệu sau đó sẽ tạo ra một hình ảnh từ dữ liệu thu được.
Thiết bị này trông giống như một bảng điều khiển trong suốt với hoa văn hình tròn được khắc trên đó. Vòng tròn rộng 0.5mm trên đó có chứa đến 1.6 triệu chi tiết hình trụ, mỗi hình trụ được thiết kế cẩn thận để "bẻ cong ánh sáng" sao cho toàn bộ chúng có thể định hình sóng quang học. Các thuật toán xử lý tín hiệu sau đó sẽ tạo ra một hình ảnh từ dữ liệu thu được.
Hình ảnh thu được sắc nét hơn nhiều so với các cảm biến siêu nhỏ hiện nay. Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu cho thấy cảm biến mới này chụp được những bức ảnh có màu sắc đầy đủ với độ phân giải là 720x720 pixel, thu được bước sóng từ 400 đến 700nm trong ánh sáng tự nhiên, với độ phân giải không gian là 214 cặp vạch trên mỗi milimet. Camera này có trường nhìn (FOV) là 40 độ và khẩu độ là F2. Các nhà nghiên cứu nói rằng các bức ảnh được chụp bằng ống kính máy ảnh thông thường (có thông số tương đương) lớn hơn đến 500.000 lần so với chiếc camera mới này của họ.
Các thuật toán xử lý hậu kỳ thực hiện phần lớn việc cải thiện chất lượng hình ảnh và các thuật toán này được thiết kế cùng với loại siêu bề mặt nêu trên để đảm bảo chúng hoạt động tốt cùng với nhau.
Một ưu điểm khác là loại thiết bị chụp ảnh này được sản xuất rất đơn giản, có nghĩa là các công ty sẽ dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất khi cần. Chúng được làm từ silicon nitride và các cấu trúc nano của bề mặt có thể được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật in thạch bản với tia cực tím, một kỹ thuật đã được sử dụng để sản xuất linh kiện bán dẫn.
Nếu chúng được sản xuất hàng loạt, nhóm nghiên cứu nói rằng các thiết bị này có thể được sử dụng để chụp ảnh y tế trong cơ thể con người, giúp cho các robot siêu nhỏ có tầm nhìn tốt hơn, hoặc thậm chí biến bất cứ thứ gì về cơ bản thành một chiếc máy ảnh bằng cách phủ một bề mặt của nó bằng hàng nghìn cảm biến ảnh như thế này.
Quảng cáo
Felix Heide, nhà nghiên cứu lâu năm của nhóm cho biết: “Chúng tôi có thể biến các bề mặt riêng lẻ thành camera có độ phân giải cực cao, vì vậy bạn sẽ không cần đến ba camera ở mặt sau của điện thoại nữa mà toàn bộ mặt sau của điện thoại cũng có thể trở thành một chiếc camera khổng lồ. Chúng tôi có thể nghĩ ra những cách hoàn toàn khác để chế tạo thiết bị ảnh trong tương lai.”
Anh em thấy chiếc camera này thế nào? Liệu chúng có thể thay đổi ngành sản xuất thiết bị ảnh di động trong tương lai hay không?
Nguồn: Princeton University
