Исследовательская группа из университета Джоханнса Кеплера (Johannes Kepler University), Линц, Австрия, разработала плоское, гибкое и прозрачное устройство захвата изображений, изготовленное на поверхности тонкой полимерной пленки. Согласно исследователям, такие датчики вскоре смогут найти применение в таких устройствах, как цифровые фотоаппараты и медицинские сканеры. Но основной областью применения новой технологии, по мнению исследователей, станут системы жестоуправления для нового поколения смартфонов, планшетных компьютеров и телевизоров.

Полимерный лист датчика представляет собой гибкую пластиковую пленку, наполненную частицами флуоресцентного материала. Эти частицы захватывают и преобразуют падающий на поверхность пленки свет, а пространственная ориентация этих частиц оптимизирована для того, чтобы переизлученный ими свет поступал на множество фотодатчиков, расположенных по краям пленки. Из-за того, что прозрачный материал в своем объеме не содержит никаких видимых электронных компонентов, он будет идеальным кандидатом для использования в портативных и мобильных электронных устройствах будущего, управление которым осуществляется с помощью жестов, а не прикосновений.

Основание блока формирования изображений служит пленка из материала, называемого люминесцентным концентратором (luminescent concentrator, LC). Крошечные частицы флуоресцентного материала поглощают свет определенных длин волн и переизлучают свет в более длинноволновом диапазоне, в диапазоне, в котором одномерные оптические датчики, установленные по краям листа, имеют максимальную чувствительность. Эти датчики улавливают переизлученный свет и передают информацию в компьютер, который комбинируя всю информацию, воссоздает черно-белое изображение.

В отличие от блоков формирования изображений на основе технологии CCD (charge-coupled devices), которые используются в подавляющем большинстве всех современных камер и которые разбиты на множество раздельных пикселов, люминесцентный концентратор действует как единый преобразователь света, направляя весь падающий на поверхность датчика свет к его краям. Но такая простота определяет основной недостаток такой технологии, который заключается в необходимости точного определения места, где свет падает на поверхность.



Для решения вышеуказанной проблемы ученые использовали опыт и технологии, разработанные в ходе предыдущих исследований, в которых люминесцентный концентратор использовался для точного определения места падения на поверхность датчика тонкого луча лазерного света. Поскольку свет распространяется от места падения на поверхность к краям датчика, он проходит сквозь полимер разное расстояние до разных краев. При этом, его интенсивность изменяется пропорционально пройденному расстоянию, и измеряя эту интенсивность без труда можно определить, в каком именно месте свет упал на поверхность датчика. Такой подход идеально работал с точечным источником света, каковым является лазерный луч, но для того, чтобы воссоздать сложное изображение, исследователям пришлось применить методы воссоздания изображения, подобные методам используемым в компьютерной томографии.

В настоящее время созданный полимерный датчик не блещет особыми показателями, его разрешение составляет всего 32 на 32 точки. Такое низкое разрешение является следствием использования дешевых малогабаритных фотодиодов, установленных по краям датчика. Исследователи планируют использовать более качественные фотоэлектрические приборы с дополнительным охлаждением, что позволит в несколько раз улучшить показатель отношения сигнала к шуму.

После того, как данная технология будет доведена до ума, можно будет рассчитывать на ее применение для создания прозрачных интерфейсов, накладываемых на обычные бытовые электронные устройства, такие как телевизоры и другие устройства и дисплеями. Это позволит реализовать управление с помощью жестов и движений в видеоиграх без необходимости использования камер и датчиков наподобие Kinect, а гибкость материала позволит преобразовывать в интерактивные поверхности объектов любых сложных форм. А использование таких гибких и прозрачных датчиков, состоящих из нескольких слоев, позволит захватывать свет различных длин волн и создавать цветные изображения.