このデバイスは、わずか0.04インチx 0.05インチ(1 x 1.2ミリメートル)の正方形で、広角、フィッシュアイ、ズームの「開口部」を瞬時に切り替える可能性があります。また、デバイスは非常に薄く、厚さが数ミクロンであるため、どこにでも埋め込むことができます。 (比較のために、人間の髪の毛の平均幅は約100ミクロンです。)
カリフォルニア工科大学(Caltech)の電気工学および医療工学の教授であり、研究論文の主任研究者であるアリハジミリ氏は、「カメラの裏面全体がカメラである可能性がある」と述べ、新しいカメラについて説明した。
時計や眼鏡、布に埋め込むこともできると、ハジミリはライブサイエンスに語った。また、小さなパッケージとして宇宙に打ち上げられ、非常に大きく薄いシートに展開して、これまで不可能だった解像度で宇宙をイメージするように設計することもできると彼は付け加えた。
「解像度をどれだけ上げることができるかという根本的な制限はありません」とハジミリは言った。 「必要に応じてギガピクセルを実行できます。」 (ギガピクセルの画像は10億ピクセル、つまり100万ピクセルのデジタルカメラの画像の1,000倍です。)
3月に開催された光社会(OSA)のレーザーと電気光学に関する会議で、Hajimiriと彼の同僚は光学フェーズドアレイと呼ばれる彼らのイノベーションを発表しました。この調査は、OSAテクニカルダイジェストでもオンラインで公開されました。
概念実証デバイスは、光波を受信するように調整された小さなアンテナと見なすことができる64の光受信機の配列を備えたフラットシートです、とHajimiriは言いました。アレイ内の各レシーバーは、コンピュータープログラムによって個別に制御されます。
ほんの一瞬で、受光器を操作して、ビューの右端または左端またはその間の任意の場所にあるオブジェクトのイメージを作成できます。そして、これは、カメラで必要となるオブジェクトにデバイスを向けることなく行うことができます。
「このことの素晴らしいところは、機械的な動きなしに画像を作成できることです」と彼は言った。
ハジミリは、この機能を「合成開口部」と呼びました。それがどれほどうまく機能するかをテストするために、研究者たちはシリコンアレイの上に薄いアレイを置いた。実験では、合成開口部が光波を収集し、チップ上の他のコンポーネントが光波を電気信号に変換してセンサーに送信しました。
結果の画像は、正方形が照らされたチェッカーボードのように見えますが、この基本的な低解像度の画像は、最初のステップにすぎないとハジミリ氏は述べています。入来する光の波を操作するこのデバイスの能力は非常に正確かつ高速であり、理論的には、数秒で数百の異なる種類の画像を赤外線を含むあらゆる種類の光でキャプチャできると彼は言った。
「非常に強力で大きなカメラを作ることができる」とハジミリ氏は語った。
従来のカメラで高倍率のビューを実現するには、十分な光を収集できるようにレンズを非常に大きくする必要があります。これが、スポーツイベントの傍観者であるプロの写真家が巨大なカメラレンズを使用している理由です。
ただし、レンズが大きくなるとガラスが多くなるため、画像に光や色の欠陥が生じる可能性があります。ハジミリ氏によると、研究者の光フェーズドアレイにはその問題はなく、追加のバルクもないという。
彼らの研究の次の段階として、Hajimiri氏と彼の同僚は、アレイ内により多くの受光器を備えたデバイスの大型化に取り組んでいます。
「本質的に、解像度を上げることができる量に制限はありません」と彼は言った。 「フェーズドアレイをどれだけ大きくできるかという問題です。」