Enheden, en firkant, der måler kun 0,04 tommer med 0,05 inches (1 x 1,2 millimeter), har potentialet til at skifte sin "blænde" mellem vidvinkel, fiskøjn og zoom øjeblikkeligt. Og fordi enheden er så tynd, bare et par mikron tyk, kunne den indlejres hvor som helst. (Til sammenligning er den gennemsnitlige bredde af et menneskehår ca. 100 mikron.)
"Hele bagsiden af din telefon kan være et kamera," sagde Ali Hajimiri, professor i elektroteknik og medicinsk ingeniørarbejde ved Californien Institut for Teknologi (Caltech) og den vigtigste efterforsker af forskningsdokumentet, der beskriver det nye kamera.
Det kunne være indlejret i et ur eller i et par briller eller i stof, fortalte Hajimiri til Live Science. Det kunne endda være designet til at starte ud i rummet som en lille pakke og derefter springe ud i meget store, tynde lag, der forestiller universet ved opløsninger, der aldrig før var muligt, tilføjede han.
"Der er ingen grundlæggende grænse for, hvor meget du kan øge opløsningen," sagde Hajimiri. "Du kunne lave gigapixels, hvis du ville." (Et gigapixelbillede har 1 milliard pixels, eller 1.000 gange mere end et billede fra et 1-megapixel digitalt kamera.)
Hajimiri og hans kolleger præsenterede deres innovation, kaldet et optisk faset array, på Optical Society (OSA) -konference om lasere og elektro-optik, der blev afholdt i marts. Forskningen blev også offentliggjort online i OSA Technical Digest.
Enheden til proof-of-concept er et fladt ark med en række 64 lysmodtagere, der kan betragtes som små antenner, der er indstillet til at modtage lysbølger, sagde Hajimiri. Hver modtager i arrayet styres individuelt af et computerprogram.
I brøkdele af et sekund kan lysmodtagere manipuleres for at skabe et billede af et objekt på yderste højre side af visningen eller helt til venstre eller hvor som helst derimellem. Og dette kan gøres uden at pege enheden mod objekterne, hvilket ville være nødvendigt med et kamera.
"Det fine med denne ting er, at vi skaber billeder uden nogen mekanisk bevægelse," sagde han.
Hajimiri kaldte denne funktion en "syntetisk blænde." For at teste, hvor godt det fungerede, lagde forskerne det tynde array over en siliciumcomputerchip. I eksperimenter opsamlede den syntetiske blænde lysbølger, og derefter konverterede andre komponenter på chippen lysbølgerne til elektriske signaler, der blev sendt til en sensor.
Det resulterende billede ligner en tavle med oplyste firkanter, men dette grundlæggende lavopløsningsbillede er bare første skridt, sagde Hajimiri. Enhedens evne til at manipulere indgående lysbølger er så præcis og hurtig, at det teoretisk set kunne optage hundreder af forskellige slags billeder i enhver form for lys, inklusive infrarød, i løbet af få sekunder, sagde han.
"Du kan lave et ekstremt kraftfuldt og stort kamera," sagde Hajimiri.
For at opnå en højeffektvisning med et konventionelt kamera kræves det, at objektivet er meget stort, så det kan samle nok lys. Dette er grunden til, at professionelle fotografer på sidelinjen af sportsbegivenheder har store kameralinser.
Men større linser kræver mere glas, og det kan introducere lys- og farvefejl i billedet. Forskernes optiske fase-array har ikke det problem eller nogen tilføjet bulk, sagde Hajimiri.
I den næste fase af deres forskning arbejder Hajimiri og hans kolleger for at gøre enheden større med flere lysmodtagere i matrixen.
"I bund og grund er der ingen grænser for, hvor meget du kan øge opløsningen," sagde han. "Det er bare et spørgsmål om, hvor stort du kan lave den faserede matrix."
