Camera nhỏ bằng hạt muối chụp ảnh màu siêu nét

Giúp NTDVN sửa lỗi

Các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Princeton và Đại học Washington đã phát minh ra thiết bị quang học siêu nhỏ gọn mới, có thể chụp ảnh màu ở chất lượng tương đương những thấu kính thông thường có kích cỡ gấp 500.000 lần.

Nghiên cứu này đã được công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications hôm 29/11. Camera mới có thể cho phép robot siêu nhỏ cảm biến môi trường xung quanh, thậm chí giúp bác sĩ xem xét vấn đề bên trong cơ thể người.

Thiết bị mới này có thể khắc phục được vấn đề của những thiết kế camera cỡ vi mô trước đây, thường cho ảnh méo và mờ với tầm nhìn rất hạn chế.

Camera tí hon này do nhà khoa học vi tính Ethan Tseng và cộng sự phát triển dựa vào một bề mặt siêu mỏng đặc biệt với 1,6 triệu cột trụ, mỗi cột lớn cỡ một virus HIV, có thể điều chỉnh đường hướng của ánh sáng.

 Ảnh chụp từ thiết bị siêu nhỏ này cung cấp hình ảnh chất lượng cao nhất với tầm nhìn rộng nhất.
Ảnh chụp từ thiết bị siêu nhỏ này cung cấp hình ảnh chất lượng cao nhất với tầm nhìn rộng nhất. (Ảnh minh họa: Pixabay)

Camera cỡ lớn thông thường sử dụng hàng loạt thấu kính thủy tinh hoặc nhựa giúp bẻ cong tia sáng chiếu vào tiêu điểm ở tấm phim hoặc cảm biến kỹ thuật số.

Những bức ảnh chụp từ thiết bị siêu nhỏ này cung cấp hình ảnh chất lượng cao nhất với tầm nhìn rộng nhất so với bất kỳ camera ảnh màu siêu mỏng nào từng được phát triển từ trước tới nay.

Thuật toán học máy sau đó giải mã tương tác của mỗi cột với ánh sáng, biến đổi thành hình ảnh. Mỗi cột trên bề mặt rộng 0,5 mm có hình dáng độc nhất cho phép nó hoạt động như một ăngten.

Ngoài bị mờ đôi chút gần mép khung hình, ảnh chụp bằng camera tí hon mới có thể sánh ngang với camera cỡ lớn thông thường trang bị 6 thấu kính khúc xạ. Thiết kế trước đây có xu hướng bị méo ảnh, tầm quan sát hạn chế và gặp vấn đề trong việc chụp toàn bộ quang phổ của ánh sáng khả kiến do dựa vào sự kết hợp của các màu cơ bản như đỏ, xanh lá cây và xanh dương để tạo ra những màu khác.

Camera cũng có thể hoạt động tốt trong ánh sáng tự nhiên thay vì phải dùng đèn laser hoặc yêu cầu điều kiện lý tưởng như những camera siêu mỏng trước đây nhằm tạo ra ảnh chất lượng cao.

Chuyên gia quang học Shane Colburn ở Đại học Washington tạo ra mô hình kỹ thuật số mô phỏng thiết kế camera kèm theo ảnh chụp thu được, cho phép họ đánh giá và tinh lọc cấu hình để vượt qua khó khăn do có hàng triệu cấu trúc vi mô nhỏ trên bề mặt siêu mỏng.

Theo Colburn, số lượng ăngten khổng lồ trên mỗi bề mặt và độ phức tạp của tương tác giữa chúng và ánh sáng có nghĩa mỗi mô phỏng sử dụng lượng lớn bộ nhớ và thời gian.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang làm việc để tăng thêm khả năng tính toán cho camera, giúp nâng cấp chất lượng hình ảnh và phát hiện đồ vật.

Ngọc Mai

Khoa học Công nghệ


BÀI CHỌN LỌC

Camera nhỏ bằng hạt muối chụp ảnh màu siêu nét