Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ California (Caltech), Hoa Kỳ mới đây đã chế tạo thành công một dạng chip camera với kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ, có thể tích hợp vào điện thoại thông minh, từ đó, cho phép người sử dụng quét hình ảnh 3 chiều của các vật thể xung quanh với độ phân giải cực cao. Thiết bị mới có tên gọi là NCI (cảm biến hình ảnh nano đồng bộ).

 Không giống như những máy ảnh thông thường, chip NCI có khả năng xác định chính xác vật thể và khoảng cách quét hình ảnh với sai số chỉ vài micron so với vật thể gốc. Bằng cách sử dụng công nghệ LIDAR (công nghệ quét bằng tia laser), cảm biến có thể ghi lại các thông số về kích thước dài, rộng, cao, sâu cũng như xác định khoảng cách của vật thể. Nhóm nghiên cứu cho biết NCI hoạt động dựa trên mô hình quang học có tên coherence (đồng bộ) nhằm tạo ra những thông tin và hình ảnh có độ phân giải cao.

  Khi sử dụng NCI, vật thể cần quét được chiếu sáng bằng dạng ánh sáng đồng bộ này. Sau đó, ánh sáng phản xạ từ vật thể sẽ được thu thập bởi những cảm biến tích hợp ngay trên chip có nhiệm vụ tạo ra các điểm ảnh. Chùm ánh sáng đồng bộ chiếu từ NCI hoạt động như một loại thước đo, giúp xác định khoảng cách chính xác của mỗi điểm ảnh, đồng thời dựng nên hình ảnh 3D kỹ thuật số của mục tiêu.

 Các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ của họ cho phép tạo ảnh 3D với mức độ phân giải và độ chính xác cao hơn so với các loại chip lượng tử ánh sáng silicon. Với kích thước nhỏ gọn, khoảng 300 micronmet, chip NCI có thể tích hợp vào bất cứ chiếc một thiết bị nào, từ camera, smartphone cho tới robot hoặc xe ô tô không người lái.

 Nhóm chuyên gia Caltech đã tiến hành thử nghiệm bằng cách dùng chip NCI tạo nên ảnh quét 3D của mặt trước một đồng tiền 1 cent từ khoảng cách nửa mét. Kết quả là ảnh quét có độ phân giải ở mức micron, thể hiện những điểm mấp mô trên bề mặt đồng tiền mà hầu như mắt thường không quan sát được.

 Hiện con chip chỉ dừng lại ở khả năng quét ảnh 3D với độ phân giải 16 pixel, tuy nhiên, nhóm chuyên gia hy vọng rằng, con số này có thể được nâng lên mức hàng trăm ngàn pixel nhằm tạo ra những mạng ánh sáng mạnh mẽ hơn.

 Chip NCI có thể được sử dụng như một thiết bị định vị cho xe ô tô không người lái, robot hay cũng có thể được ứng dụng trong các hoạt động an ninh, nhận diện cử chỉ, hình ảnh y sinh học, thiết bị điện tử cá nhân.

 Bài báo mô tả nghiên cứu được công bố trên chuyên san Optics Express.

Nguồn: NASATI, ngày 14/4/2015