Het apparaat, een vierkant van slechts 0,04 inch bij 0,05 inch (1 bij 1,2 millimeter), heeft het potentieel om zijn "diafragma" te schakelen tussen groothoek, visoog en zoom onmiddellijk. En omdat het apparaat zo dun is, slechts een paar micron dik, kan het overal worden ingebed. (Ter vergelijking: de gemiddelde breedte van een mensenhaar is ongeveer 100 micron.)
'De hele achterkant van je telefoon kan een camera zijn', zegt Ali Hajimiri, hoogleraar elektrotechniek en medische techniek aan het California Institute of Technology (Caltech) en de hoofdonderzoeker van het onderzoekspapier, die de nieuwe camera beschrijft.
Het kan worden ingebed in een horloge of in een bril of in stof, vertelde Hajimiri aan WordsSideKick.com. Het zou zelfs kunnen worden ontworpen om als een klein pakket de ruimte in te gaan en zich vervolgens te ontplooien tot zeer grote, dunne vellen die het universum met resoluties weergeven die nog nooit eerder mogelijk waren, voegde hij eraan toe.
'Er is geen fundamentele limiet aan hoeveel je de resolutie zou kunnen verhogen', zei Hajimiri. 'Je kunt gigapixels maken als je wilt.' (Een gigapixel-afbeelding heeft 1 miljard pixels, of 1000 keer meer dan een afbeelding van een 1-megapixel digitale camera.)
Hajimiri en zijn collega's presenteerden hun innovatie, een optische phased array genaamd, tijdens de Optical Society (OSA) -conferentie over lasers en elektro-optica, die in maart werd gehouden. Het onderzoek is ook online gepubliceerd in de OSA Technical Digest.
Het proof-of-concept-apparaat is een vlakke plaat met een reeks van 64 lichtontvangers die kunnen worden beschouwd als kleine antennes die zijn afgestemd om lichtgolven te ontvangen, zei Hajimiri. Elke ontvanger in de array wordt individueel bestuurd door een computerprogramma.
In een fractie van een seconde kunnen de lichtontvangers worden gemanipuleerd om een afbeelding van een object uiterst rechts in beeld of uiterst links of ergens daartussenin te creëren. En dit kan zonder het apparaat op de objecten te richten, wat nodig zou zijn met een camera.
'Het mooie van dit ding is dat we afbeeldingen maken zonder enige mechanische beweging', zei hij.
Hajimiri noemde deze functie een 'synthetisch diafragma'. Om te testen hoe goed het werkte, legden de onderzoekers de dunne array over een siliciumcomputerchip. Bij experimenten verzamelde de synthetische opening lichtgolven en vervolgens zetten andere componenten op de chip de lichtgolven om in elektrische signalen die naar een sensor werden gestuurd.
De resulterende afbeelding ziet eruit als een dambord met verlichte vierkanten, maar deze eenvoudige afbeelding met een lage resolutie is slechts de eerste stap, zei Hajimiri. Het vermogen van het apparaat om binnenkomende lichtgolven te manipuleren is zo nauwkeurig en snel dat het theoretisch binnen enkele seconden honderden verschillende soorten beelden kan vastleggen in elk soort licht, inclusief infrarood, zei hij.
'Je kunt een extreem krachtige en grote camera maken', zei Hajimiri.
Om een krachtige weergave te krijgen met een conventionele camera, moet de lens erg groot zijn, zodat hij voldoende licht kan opvangen. Dit is de reden waarom professionele fotografen aan de zijlijn van sportevenementen enorme cameralenzen hanteren.
Maar grotere lenzen hebben meer glas nodig en dat kan lichte en kleurfouten in het beeld veroorzaken. De optische gefaseerde array van de onderzoekers heeft dat probleem niet, of enige toegevoegde massa, zei Hajimiri.
Voor de volgende fase van hun onderzoek werken Hajimiri en zijn collega's eraan om het apparaat groter te maken, met meer lichtontvangers in de array.
'In wezen is er geen limiet aan hoeveel je de resolutie zou kunnen verhogen', zei hij. 'Het is maar een kwestie van hoe groot je de gefaseerde array kunt maken.'
