Микроскоп в iPod

Добрый день! Продолжаю снабжать вас статьями в стиле техно. Недавно я писал о датчиках изображения размером в несколько метров, а сегодня хочу рассказать о микроскопе, состоящем из одного чипа.

Микроскопы в нашем понимании – это что-то большое, тяжелое, нетранспортабельное. В сумочку микроскоп не возьмешь. Также микроскопы требуют специального освещения, и в конце концов, они дорого стоят. Их место в лаборатории, а не в кармане. Новое изобретение, сделанное в Калифорнийском институте технологий, может помочь сделать микроскопы очень компактными, дешевыми и при этом достаточно мощными. Это даст возможность медикам проводить более полное обследование больных на дому, точнее ставить диагноз и качественнее лечить пациентов.

Изобретенное устройство состоит из одного чипа, чувствительного к свету и не требующего специального объектива и специального источника света. Основная идея - перенести часть функций микроскопа на вычислительное устройство, что в современных условиях означает коробочку размером с iPod с небольшим дисплеем. Сам оптический чип стоит менее 10 долларов, является легко заменяемым, как картридж в принтере и дает возможность производить микроскоп, который можно спрятать в карман рубашки.

Одна из особенностей изобретения – размещение светочувствительного чипа ПОД исследуемым образцом, а не НАД, как принято в классических микроскопах. При этом в качестве подсветки можно использовать обыкновенный окружающий дневной свет.

Для отказа от объектива ученые провели исследование так называемых «ложных изображений», которые человеческий взгляд наблюдает много раз в день. Они представляют собой неровную тень, иногда появляющуюся на месте объекта, на который мы только что смотрели. Изучение причин появления такого феномена позволило ученым придумать способ обойти ограничение дешевых датчиков изображения, связанное с большим размером их светочувствительных элементов. Для этого перед оптическим чипом устанавливается алюминиевая фольга с отверстием напротив каждого пикселя на чипе диаметром 1 микрометр. Это дает возможность наблюдать объекты размером менее микрометра, потому что образуется своеобразная линза перед каждым светочувствительным элементом.

И наконец, еще одна особенность изобретения – помещение наблюдаемого образца в микроконтейнер с особой жидкостью. Эта жидкость может изменять свои параметры под действием электрического поля, перемещая образец перед объективом. При этом последовательно формируется увеличенная картинка, которая «собирается» встроенным в устройство процессором и выводится на небольшой экран.
Что получаем в итоге? Дешевый чип стоимостью 10$, микроконтейнер стоимостью 10 центов и небольшое количество электроники долларов на 50. Микроскоп готов! Осталось только дождаться появления его на рынке в промышленных количествах.