Cảm biến hình ảnh đo cường độ ánh sáng, nhưng góc, quang phổ và các khía cạnh khác của ánh sáng cũng phải được trích xuất để cải thiện thị giác máy.

Các nhà nghiên cứu cho biết: “Cảm biến hình ảnh sẽ dần trải qua quá trình chuyển đổi để trở thành con mắt nhân tạo lý tưởng của máy móc. Một sự tiến hóa tận dụng thành tựu đáng kể của các cảm biến hình ảnh hiện có có thể tạo ra nhiều tác động tức thì hơn”.

Cảm biến hình ảnh, chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, bao gồm hàng triệu pixel trên một con chip. Thách thức là làm thế nào để kết hợp và thu nhỏ các thành phần đa chức năng như một phần của cảm biến.

Trong phương pháp tiếp cận của mình, các nhà nghiên cứu đặt các bộ lọc tinh thể quang tử được tạo thành từ silic trực tiếp lên trên các pixel để tạo ra những tương tác phức tạp giữa ánh sáng tới và cảm biến. Các pixel bên dưới màng ghi lại sự phân bố năng lượng ánh sáng, từ đó có thể suy ra thông tin quang phổ ánh sáng. Thiết bị - có kích thước chưa đến một phần trăm inch vuông - có thể lập trình để đáp ứng các dải động, mức độ phân giải khác nhau và hầu hết mọi chế độ quang phổ từ khả kiến ​​đến hồng ngoại.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một thành phần phát hiện thông tin góc để đo độ sâu và xây dựng hình dạng 3D ở quy mô dưới tế bào. Nghiên cứu của họ được lấy cảm hứng từ các cảm biến thính giác định hướng được tìm thấy ở động vật, như tắc kè, chúng có đầu quá nhỏ để xác định nơi phát ra âm thanh giống như cách con người và các động vật khác có thể làm được. Thay vào đó, chúng sử dụng các màng nhĩ ghép để đo hướng của âm thanh trong một kích thước có độ lớn nhỏ hơn bước sóng âm thanh tương ứng.

Tương tự, các cặp dây nano silicon được cấu tạo như những bộ cộng hưởng để hỗ trợ cộng hưởng quang học. Quang năng tích trữ trong hai hộp cộng hưởng nhạy cảm với góc tới. Dây dẫn gần đèn nhất cho dòng điện mạnh nhất. Bằng cách so sánh dòng điện mạnh nhất và yếu nhất từ ​​cả hai dây, có thể xác định được góc của sóng ánh sáng tới.

Hàng triệu dây nano này có thể được đặt trên một con chip 1 mm vuông. Nghiên cứu có thể hỗ trợ những tiến bộ trong máy ảnh không ống kính, thực tế tăng cường và thị giác robot. Chi tiết tham khảo tại:

Yurui Qu, Soongyu Yi, Lan Yang, Zongfu Yu. Multimodal light-sensing pixel arrays. Applied Physics Letters, 2022; 121 (4): 040501 DOI: 10.1063/5.0090138

h

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: contact@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn