Smartphone-kameraer bliver mere og mere avancerede for hvert år og desværre også fysisk større. Men det kan en ny teknologi måske hjælpe med at lave om på. Forskere fra Princeton University og University of Washington har nemlig skabt en helt ny type kamera, der er på mindre end et riskorn, men som ifølge dem selv kan tage fotos der svarer til et kamera med “rigtig” optik.
Kameraet bygger på ‘metasurface’-tanken, men ved hjælp af såkaldt Neural Nano-Optics bryder det nye kamera med mange af de begrænsninger andre mikrokameraer lider under.
Mens et konventionelt kamera bruger en række buede glas- eller plastiklinser til at bøje lysstråler i fokus, er den nye teknologi en kombination af hard- og software. Grundlæggende benyttes en såkaldt metasurface, der kan fremstilles som en computerchip. Den er belagt med 1,6 millioner cylindriske stolper, der hver især har en unik geometrisk opsætning og fungerer som optiske antenner.
Metaoverflader har eksisteret længe, men det er forskernes nye neurale nanooptik, der gør forskellen.
“Billedkvaliteten ved eksisterende [metasurface] metoder har været fundamentalt begrænset af aberrationer ved store blændeåbninger og lave f-tal. Men ved at kombinere metasurface-teknologien med vores neurale nanooptiske teknologi, præsenterer vi et billedapperat, der kombinerer det bredeste synsfelt til fuld-farve metasurface-drift og samtidig opnår den største demonstrerede blændeåbning på 0,5 mm ved et f-tal på 2,” forklares det i et studie, der er udkommet i tidsskriftet Nature Communications.
Og lyder det som ren mumbo-jumbo, så er der heldigvis illustrationer, der demonstrerer kameraets evner:
Forskerne mener, at deres neurale nanooptik gør det muligt at tage billeder i samme kvalitet som et kamera, der rent fysisk er op til 500.000 gange større.
Det åbner ikke alene for langt mindre kameraer til mobiltelefoner og actionkameraer, men naturligvis også til mere “seriøs” brug i eksempelvis hospitalsudstyr.
“Vi kunne forvandle individuelle overflader til kameraer, der har ultrahøj opløsning, så du ikke behøver tre kameraer på bagsiden af din telefon længere, men hvor hele bagsiden af din telefon ville blive til ét kæmpe kamera. Vi kan tænke på helt andre måder at bygge enheder på i fremtiden,” fortæller Felix Heide, der er assisterende professor i datalogi ved Princeton.
Han og de øvrige forskere arbejder nu på at tilføje flere beregningsevner til selve kameraet. Ud over at optimere billedkvaliteten vil de gerne tilføje muligheder for genstandsdetektion og andre sansemodaliteter, der er relevante for medicin og robotteknologi.
I videoen herunder forklares teknologien. Hele studiet kan læses hos Nature Communications.