Schärfere Fotos mit gebogenen Pixeln

Neue Photodetektoren können - wie die Netzhaut im Auge - gewölbt werden und ermöglichen eine bessere Fokussierung mit einfachen Objektiven

Madison (USA) - Mit über zehn Millionen Bildpunkten selbst in günstigen Kompaktkameras nähert sich die verkaufsfördernde Pixeljagd ihrem Ende. Auf der Suche nach neuen Ideen für schärfere Fotos könnten die Kamerahersteller schon bald auf gewölbte Bildchips aufmerksam werden. Nach dem Vorbild des menschlichen Auges sollen diese selbst mit einfachen Objektiven brillante Aufnahmen mit größerer Tiefenschärfe ermöglichen. Eine Grundlage dafür legten nun Wissenschaftler von der University of Wisconsin in Madison mit flexiblen, Lichtdetektoren aus Germanium, die sie in der Fachzeitschrift "Applied Physics Letters" präsentieren.

"Wenn man ein Foto mit einem gewölbten Bildchip aufnimmt, braucht man nur noch eine einzige Fokussierlinse", sagt Zhenqiang Ma vom Fachbereich Electrical and Computer Engineering. Tiefenscharfe Fotos könnten dann auch ohne komplexe Linsensysteme, wie sie heute in teuren Objektive verwendet werden, geschossen werden. Dieses Ziel vor Augen, deponierten Zhenqiang Ma und seine Kollegen eine nur 250 Millionstel Millimeter dünne, lichtempfindliche Schicht aus dem Halbleiter Germanium auf einen flexiblen Kunststoff (Polyethylenterephthalat). Aus dieser Schicht lassen sich über die Dotierung mit Fremdatomen zahlreiche Photodioden auf kleinstem Raum anordnen. In ersten Versuchen wandelten sie einfallende Lichtstrahlen über das gesamte sichtbare Spektrum effizient in messbare Spannungspulse um.

Bis zu einem brauchbaren Fotochip müssen diese Prototypen allerdings noch deutlich verbessert werden. Denn bisher lassen sie sich nur um eine Achse biegen. Um näherungsweise an die Fokussiereigenschaften des menschlichen Auges heranzukommen, ist es nötig, auch halbrunde Sensorfolien zu entwickeln. Eine solche hemisphärische Detektorfläche schufen bereits vergangenes Jahr Forscher von der Northwestern University in Evanston aus einem flexiblen Gummimaterial. Allerdings war für einen nutzbaren Bildchips die Pixeldichte noch zu gering.

Lassen sich nun beide Ansätze kombinieren, so könnten schon im kommenden Jahrzehnt einfache Fotohandys mit gewölbten Bildchips ausgestattet werden. Trotz ihrer sehr schlichten Objektive wären Aufnahmen möglich, für die man heute noch zu teuren Spiegelreflex-Kameras greifen muss.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2009/schaerfere-fotos-mit-gebogenen-pixeln/