Forradalom a fotózásban: ennyire pici kamerát még nem láttál

Az új kamera egy amerikai pennyn. Forrás: Caltech/Hajimiri Lab

Pár éven belül teljesen új irányt vehet fel a fényképkészítés, a digitális képfeldolgozás technológiája. A Kaliforniai Műszaki Egyetem egyik elektromérnöke ugyanis egy olyan kamera megalkotásán dolgozik, amely vékonyabb az emberi hajszálnál – kis szerencsével pedig már három éven belül alkalmazhatják is az új találmányt - írja a Bloomberg.

Ali Hajimiri, a Caltech tudósának kameráját csipesszel lehet csak kézbe venni, a szögletes kis doboz pedig leginkább egy számítógépekben használt mikrochiphez hasonlít, csak annál jóval kisebb kiadásban. A prototípus egy szilikon, szilikon-dioxid és germánium ötvözetű hálót, ún. fázisvezérelt optikai rácsot tartalmaz (OPA). A szálak elrendezése miatt a kamera lencsék és mozgó alkatrészek nélkül képes érzékelni a fényt, ezzel pedig képesek különböző mélységélességben rögzíteni egy képet – ez az a sáv, amely egy fényképen az élesen megjelenő részt foglalja magába, a kép legélesebb része a fókuszpontnál van.

Az OPA kamerát számos területen lehetne alkalmazni, de elsősorban az orvoslás területén lehet komoly haszna. Az endoszkópos vizsgálatok során a felvételek minőségét mindig korlátozza a kamera mérete, ez azonban lényeges javulhat, ha a felvevő olyan kicsi, hogy nem befolyásolja a szervek elrendezkedését.  Egy ilyen apró eszköz ráadásul olyan dolgokat is tud vizsgálni, ahová a hagyományos kameráknak nincs is belátásuk méretük miatt.

Ali Hajimirinek immár 60 különböző szabadalom kötődik a nevéhez, ezek egyike az a mikorchip méretű radar, amely ma az önvezető Tesla-autókat is segíti a tájékozódásban. A mikro-kamerán még sok fejlesztenivaló van, főként a képfelbontás, az adattovábbítás és az akkumulátor-időtartam terén, az ágazatban egyre nagyobb figyelem kíséri a kutatást. Az Instagram egyik alapítója szerint az utóbbi években látványos trend körvonalazódik a digitális képalkotás irányába (az optikai helyett), és csak mostanában kezdjük látni, milyen lehetőségek nyílhatnak előttünk. Hozzátette: miniatürizálni a technológiát és eltávolítani a mozgó alkatrészeket lehetőséget ad, hogy a kamera bármikor használható legyen.

Jelenleg a legkisebb kamerák sem lehetnek teljesen laposak, mivel a fényt fókuszáló lencsék megfelelő formája és elrendezkedése helyet igényel. A lencsék manipulálják a beérkező fényt, hogy a filmszalagra vagy egy fényérzékelő szenzorra fókuszálják azt. A fázisvezérelt optikai rács lencsék nélkül képes ugyanerre, sokrétű fényérzékelők mindegyike ideiglenesen lelassítják a beérkező fény sebességét, a kamera így lényegében különböző távolságokra és irányokba egyszerre tud képet készíteni.

Egy olyan hajszálvékony fényérzékeny szilikonréteget hoztunk létre, amely képes utánozni a digitális kamerák szenzorjait, miközben lényegesen vékonyabb és olcsóbb. Bár képes utánozni a normál lencséket is, a másodperc töredéke alatt képes teleobjektív és halszem optika között – mondta a Caltech tudósa. Hozzátette: a technológia ahhoz hasonlít, mintha csak egy szívószálon keresztül néznénk keresztül és minden mélységet egyszerre szkennelnénk a térnek. Mozgó alkatrészek helyett a fény manipulálásával szemvillanás alatt képesek vagyunk felvételt készíteni.

Korlátlan lehetőségek

Hajimiri csapata tavaly mutatta be technológia egydimenziós verzióját, amely egy vonalban képes leolvasni a beérkező fényt, így képes mozgó alkatrészek és lencsék nélkül is leolvasni olyan dolgokat, mint egy vonalkód. A mostani áttörést a kétdimenzióra való konvertálás jelentette, a 64 érzékelő így egy 8x8-as rácsot alkotott a képalkotáshoz. Bár ez még elég alacsony felbontás, az eredmény miatt máris újragondolhatjuk a képalkotási technológia irányát – mondta Hajimiri.

A technológiára az okostelefonokat gyártó cégek is szívesen lecsapnának, a telefonok vastagságát ugyanis még mindig a kamera méretéhez kell igazítani. Az ultravékony és ultrakönnyű, lapos kamerákat az űrkutatásban is lehetne használni a Földön vagy az űrben lévő teleszkópoknál.

Egy olyan technológia, amely lencsék és tükrök nélkül, elektronikusan képes befolyásolni a képfelvételt egy ultravékony és olcsó anyag segítségével, egészen új lehetőségetek nyithat. A jövő kamerái akár tapéták, függönyök, vagy ruhadarabok is lehetnek – nem beszélve, milyen alkalmazásai lehetnek a hadászatban és a hírszerzésben. A kutatás eredeti példánya itt elérhető.