Một cảm biến hình ảnh mới đã được phát triển, sử dụng vật liệu tinh thể mới rất giống silicon. Vật liệu này có tên là perovskite, thứ rất quen thuộc để tạo ra những tấm pin năng lượng mặt trời. Khác với các cảm biến truyền thống cần các pixel riêng biệt để nhận biết màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam, cảm biến perovskite có thể loại bỏ hoàn toàn bộ lọc màu, cho phép chúng tăng gấp ba độ phân giải và khả năng thu sáng.
Các cảm biến bán dẫn hình ảnh silicon thông thường hoạt động tương tự như mắt người: Các tế bào riêng lẻ nhận biết các màu khác nhau như đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Nhưng vì vật liệu bán dẫn hấp thụ ánh sáng trên toàn bộ quang phổ nhìn thấy được, kể cả cực tím và hồng ngoại mà mắt người không thể nhìn thấy, nhà sản xuất phải thêm bộ lọc RGB lên các pixel để chúng hoạt động giống như mắt người hơn.
Phổ biến nhất vẫn là bộ lọc Bayer do kỹ sư Kodak phát triển. Gần đây hơn, Fujifilm thì phát triển ra bộ lọc X-Trans Filter để giải quyết vấn đề chi tiết hình ảnh bị lỗi khi nội suy dữ liệu màu sắc của từng điểm ảnh.
Tuy nhiên, mỗi lần một bộ lọc được ứng dụng, cứ mỗi pixel, nó sẽ chặn hai màu còn lại, nghĩa là mỗi pixel trong cảm biến hình ảnh silicon chỉ nhận được khoảng một phần ba lượng ánh sáng có sẵn ngoài môi trường khi chụp hình.
Các cảm biến bán dẫn hình ảnh silicon thông thường hoạt động tương tự như mắt người: Các tế bào riêng lẻ nhận biết các màu khác nhau như đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Nhưng vì vật liệu bán dẫn hấp thụ ánh sáng trên toàn bộ quang phổ nhìn thấy được, kể cả cực tím và hồng ngoại mà mắt người không thể nhìn thấy, nhà sản xuất phải thêm bộ lọc RGB lên các pixel để chúng hoạt động giống như mắt người hơn.
Phổ biến nhất vẫn là bộ lọc Bayer do kỹ sư Kodak phát triển. Gần đây hơn, Fujifilm thì phát triển ra bộ lọc X-Trans Filter để giải quyết vấn đề chi tiết hình ảnh bị lỗi khi nội suy dữ liệu màu sắc của từng điểm ảnh.
Tuy nhiên, mỗi lần một bộ lọc được ứng dụng, cứ mỗi pixel, nó sẽ chặn hai màu còn lại, nghĩa là mỗi pixel trong cảm biến hình ảnh silicon chỉ nhận được khoảng một phần ba lượng ánh sáng có sẵn ngoài môi trường khi chụp hình.
Maksym Kovalenko và nhóm nghiên cứu của ông đã liên kết với ETH Zurich và Empa, để đề xuất một phương pháp khác để tận dụng mọi photon ánh sáng. Trong 10 năm qua, họ đã phát triển thứ mà họ gọi là cảm biến perovskite, và nhờ vào các nghiên cứu gần đây được công bố, họ chứng minh rằng nó hoạt động hiệu quả.
"Nền tảng của cảm biến hình ảnh đột phá này là perovskite halogen chì. Vật liệu dạng tinh thể này cũng là một chất bán dẫn. Tuy nhiên, trái ngược với silicon, nó dễ xử lý hơn nhiều, và các tính chất vật lý của nó thay đổi theo thành phần hóa học chính xác. Đây chính là điều mà các nhà nghiên cứu đang tận dụng trong sản xuất cảm biến hình ảnh perovskite," bài viết công bố nghiên cứu giải thích.
"Nếu perovskite chứa một lượng nhỏ ion iodine, nó sẽ hấp thụ ánh sáng đỏ. Đối với màu xanh lá cây, các nhà nghiên cứu thêm nhiều brom hơn, đối với màu xanh lam là clo, mà không cần bất kỳ bộ lọc nào. Các lớp pixel perovskite vẫn trong suốt với các bước sóng khác, cho phép chúng đi qua. Điều này có nghĩa là các pixel cho màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam có thể được xếp chồng lên nhau trong cảm biến hình ảnh, trái ngược với cảm biến hình ảnh silicon, nơi các pixel được sắp xếp cạnh nhau."
Mặc dù công nghệ này vẫn còn mang tính lý thuyết một phần vì cảm biến đang ở giai đoạn phát triển ban đầu, nhưng việc các lớp có thể xếp chồng lên nhau cho phép chúng dành riêng mỗi lớp cho một màu cụ thể và do đó tăng gấp ba khả năng thu sáng và độ phân giải. Vẫn cần ba pixel để tạo ra một điểm ảnh với dữ liệu màu hoàn chỉnh, nhưng những pixel này chiếm cùng không gian theo chiều dọc thay vì phải được sắp xếp cạnh nhau.
Điều thú vị là các nhà nghiên cứu nói rằng họ đã chế tạo thành công hai cảm biến hình ảnh perovskite hoạt động ổn.
"Chúng tôi đang phát triển công nghệ từ bước lý thuyết sơ khai đến một giai đoạn công nghệ này có thể được ứng dụng thực tế," Kovalenko cho biết. Đó là một quá trình phát triển thông thường đối với các thành phần điện tử: "Transistor đầu tiên là một miếng germanium lớn với vài kết nối. Ngày nay, 60 năm sau, transistor chỉ còn kích thước cỡ vài nanomet."
Quảng cáo
Kết quả cho thấy, đúng như lý thuyết dự đoán, cảm biến nhạy hơn với ánh sáng, chính xác hơn trong việc tái tạo màu sắc và có thể cung cấp độ phân giải cao hơn đáng kể so với công nghệ silicon thông thường. Việc mỗi pixel thu được tất cả ánh sáng cũng loại bỏ một số hiện tượng của nhiếp ảnh kỹ thuật số hiện tại, chẳng hạn như khử răng cưa và khử hiệu ứng moiré, nhóm nghiên cứu tuyên bố.
Tuy nhiên, để biến perovskite thành cảm biến máy ảnh vẫn còn rất nhiều việc phải làm. Các nhà nghiên cứu muốn tiếp tục giảm kích thước và tăng số lượng pixel trong cảm biến hình ảnh perovskite của họ. Hai nguyên mẫu có kích thước pixel từ 0,5 đến 1 milimet. Để tham khảo, các cảm biến hình ảnh thương mại có kích thước pixel nằm trong phạm vi micromet. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin vào công nghệ này và nói rằng với thời gian và phát triển thêm, sẽ có thể vượt qua những kỳ vọng hiện tại đối với chất liệu silicon, thay thế nó bằng perovskite.
Ngoài ra, các kết nối điện tử và kỹ thuật xử lý cần được điều chỉnh để hoạt động với công nghệ mới này, vì hai cảm biến mà các nhà nghiên cứu tạo ra đã sử dụng hai công nghệ đọc khác nhau."Nhờ đó có thể tạo ra các pixel kích thước nhỏ hơn nữa từ perovskite so với silicon," đồng tác giả của nghiên cứu Sergii Yakunin nói. "Kết nối dữ liệu điện tử hiện tại được tối ưu hóa cho silicon. Nhưng perovskite là một chất bán dẫn khác, với các tính chất vật liệu khác nhau," Kovalenko cho biết.
Đọc thêm:
Sigma Foveon: Giấc mơ chưa hoàn thành, thứ có thể thay đổi cách chúng ta chụp ảnh số
Không liên quan lắm tới máy ảnh kỹ thuật số và máy quay phim cảm biến số, mấy ngày nay mình nghiên cứu những hệ thống máy quay phòng thu và truyền hình trực tiếp. Ở đó là những cảm biến ⅔ inch, đành rằng không lớn như cảm biến full frame, nhưng...
tinhte.vn
Quảng cáo
Eyeo: Startup thay đổi cảm biến máy ảnh số, vận hành như đôi mắt con người
Một công ty khởi nghiệp liên kết giữa các nhà khoa học đến từ Bỉ và Hà Lan đang phát triển một công nghệ thay thế cho bộ lọc màu Bayer truyền thống, cho phép cảm biến thu nhận toàn bộ lượng ánh sáng chiếu vào nó. Điều này có tiềm năng vượt qua...
tinhte.vn
Đây là cảm biến 410 megapixel của Canon, kích thước full frame 35mm, ghi hình độ phân giải 24K
Dự kiến, chip CMOS cảm biến ghi hình trong hình cover trên đây sẽ được Canon giới thiệu chính thức tại hội thảo SPIE Photonics West, hội thảo hàng đầu của các chuyên gia và doanh nghiệp trong ngành thiết bị quang học và hình ảnh, tổ chức tại San...
tinhte.vn
Giải thích việc "xếp chồng ảnh" để "vượt khó" của Camera điện thoại...
Bài này giải thích các tính năng chụp ảnh trên điện thoại mà bạn từng thấy, như: Live photo, Zoe, HDR và kiểm soát ánh sáng, "phơi sáng lâu" mà không cần chân máy, chụp time-lapse, super-zoom, panorama hay DoF và việc chỉnh sửa hậu cảnh … các...
tinhte.vn
Theo PetaPixel
Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI 
==***==
Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp
==***==
Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
---
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP 
Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán 
Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay. 
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp 
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu 
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ 
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel 
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio 
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP 
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍 
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng 
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử 
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công 
==***== Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột 
Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA
Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công
==***==
Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Nguồn: Tinh Tế
Topics: Công nghệ mới
