เปิดตัวเทคโนโลยีกล้องไร้เลนส์! หวังนำไปเปิดประเดิมใช้กับกล้องจุลทรรศน์

ปกติแล้วเลนส์จะทำหน้ารวบรวมแสงจากวัตถุ ให้ตกลงไปบนเซนเซอร์รับภาพเพื่อประมวลผล ทั้งเลนส์ยังเป็นตัวกำหนดมุมมอง (Perspective) ระยะการมองเห็น รวมถึงความชัดลึกของภาพผ่านการควบคุมขนาดรูรับแสง (Aperture) อีกด้วย ทำให้ผู้ถ่ายสามารถสร้างสรรค์ภาพที่มีลักษณะเฉพาะตามที่ต้องการ

แต่ทว่าล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต (University of Connecticut) ได้เปิดตัวเทคโนโลยีถ่ายภาพแบบไร้เลนส์ ที่ออกแบบมาช่วยให้กล้องจุลทรรศน์สามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น โดยเฉพาะกล้องจุลทรรรศน์ที่ต้องถ่ายวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน (Sub-Micron) เช่น ไวรัส แบคทีเรียบางประเภท รวมถึงออร์แกแนลที่อยู่ภายในเซลล์ เนื่องจากเดิมทีจุลทรรศน์ระดับ Sub-Micron จะต้องมีการปรับโฟกัสและเปลี่ยนเลนส์หลายครั้ง ใช้เวลานานกว่าที่จะถ่ายรูปวัตถุที่ต้องการได้

โดยเทคโนโลยีตัวใหม่นี้มีชื่อว่า MASI (Multi-sensor Asynchronous Synthetic Aperture Imaging) ซึ่งก็คือการนำเซนเซอร์ขนาดเล็กหลาย ๆ ตัวมาวางไว้ใกล้ ๆ กัน ที่จะทำหน้าที่เก็บข้อมูลรูปแบบแสงแยกกันอย่างอิสระ ในขณะที่เซนเซอร์แต่ละตัวไม่จำเป็นต้องถ่ายพร้อมกัน หรือวางในตำแหน่งที่มีรูปแบบตายตัว

เป็นที่แน่นอนว่าการใช้เซนเซอร์รับภาพโดยปราศจากเลนส์ จะทำให้ภาพไม่คมชัด กลายเป็นภาพมัว ๆ แต่ปัญหานี้ก็กลับสามารถถูกแก้ไขได้ด้วย AI ในซอฟต์แวร์การคำนวณขั้นสูงเพื่อเชื่อมโยงข้อมูลแสงที่เซนเซอร์แต่ละตัวได้รับมา ก่อนที่จะประมวลผลเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพความละเอียดสูงในที่สุด ซึ่งถือว่าระบบนี้ยังมีความยืดหยุ่นสูง จะถ่ายวัตถุไซส์ไหน แบบไหนก็ได้ เพียงแค่ประตำแหน่งเซนเซอร์ก็พอแล้ว ทำให้เทคโนโลยีดังกล่าวประหยัดต้นทุนกว่าการใช้เลนส์คุณภาพสูงแบบเดิม ๆ อย่างมหาศาล ทั้งนี้ต้องขอบคุณเทคโนโลยีประมวลผลภาพ AI ที่ก้าวล้ำขึ้นเป็นอย่างมาก

กล่าวได้ว่าเทคโนโลยีใหม่นี้คือจุดเปลี่ยนของยุคสมัยของกล้องความละเอียดสูงจากการพึ่งพา กระจกและเลนส์ มาสู่การคำนวณและเซนเซอร์แทน ซึ่งจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญต่อวงการวิจัยและวิศวกรรมหลายแขนง ไม่ว่าจะเป็น การใช้กล้องจุลทรรศน์กำลังขยายสูงโดยไม่ต้องใช้การปรับโฟกัสของเลนส์ การตรวจสอบชิ้นส่วนขนาดเล็กในสายการผลิต ไปจนถึงการสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพสูง

อ้างอิง

https://today.uconn.edu/2025/12/new-image-sensor-breaks-optical-limits