Il dispositivo, un quadrato che misura solo 0,04 pollici per 0,05 pollici (1 per 1,2 millimetri), ha il potenziale per cambiare la sua "apertura" tra grandangolo, occhio di pesce e zoom istantaneamente. E poiché il dispositivo è così sottile, con uno spessore di pochi micron, potrebbe essere incorporato ovunque. (Per confronto, la larghezza media di un capello umano è di circa 100 micron.)
"L'intero retro del telefono potrebbe essere una fotocamera", ha affermato Ali Hajimiri, professore di ingegneria elettrica e ingegneria medica presso il California Institute of Technology (Caltech) e principale investigatore del documento di ricerca, descrivendo la nuova fotocamera.
Potrebbe essere incorporato in un orologio o in un paio di occhiali o in tessuto, ha detto Hajimiri a Live Science. Potrebbe anche essere progettato per essere lanciato nello spazio come un piccolo pacchetto e poi dispiegarsi in fogli molto grandi e sottili che immaginano l'universo con risoluzioni mai viste prima, ha aggiunto.
"Non esiste un limite fondamentale per quanto è possibile aumentare la risoluzione", ha detto Hajimiri. "Potresti fare gigapixels se lo desideri." (Un'immagine gigapixel ha 1 miliardo di pixel, o 1.000 volte più di un'immagine di una fotocamera digitale da 1 megapixel.)
Hajimiri e i suoi colleghi hanno presentato la loro innovazione, chiamata array a fasi ottiche, alla conferenza su laser ed elettro-ottica della Società Ottica (OSA), che si è tenuta a marzo. La ricerca è stata anche pubblicata online nel Technical Digest dell'OSA.
Il dispositivo proof-of-concept è un foglio piatto con una serie di 64 ricevitori di luce che possono essere pensati come piccole antenne sintonizzate per ricevere onde luminose, ha detto Hajimiri. Ogni ricevitore nell'array è controllato individualmente da un programma per computer.
In frazioni di secondo, i ricevitori di luce possono essere manipolati per creare un'immagine di un oggetto sull'estrema destra della vista o sull'estrema sinistra o in qualsiasi punto intermedio. E questo può essere fatto senza puntare il dispositivo verso gli oggetti, il che sarebbe necessario con una fotocamera.
"La bellezza di questa cosa è che creiamo immagini senza alcun movimento meccanico", ha detto.
Hajimiri ha definito questa funzione un '"apertura sintetica". Per testare il corretto funzionamento, i ricercatori hanno posato la matrice sottile su un chip per computer in silicone. Negli esperimenti, l'apertura sintetica ha raccolto le onde luminose, quindi altri componenti sul chip hanno convertito le onde luminose in segnali elettrici inviati a un sensore.
L'immagine risultante sembra una scacchiera con quadrati illuminati, ma questa immagine di base a bassa risoluzione è solo il primo passo, ha detto Hajimiri. La capacità del dispositivo di manipolare le onde luminose in arrivo è così precisa e rapida che, in teoria, potrebbe catturare centinaia di diversi tipi di immagini in qualsiasi tipo di luce, incluso l'infrarosso, in pochi secondi, ha affermato.
"Puoi realizzare una fotocamera estremamente potente e di grandi dimensioni", ha detto Hajimiri.
Per ottenere una visione ad alta potenza con una fotocamera convenzionale è necessario che l'obiettivo sia molto grande, in modo che possa raccogliere abbastanza luce. Questo è il motivo per cui i fotografi professionisti a margine degli eventi sportivi indossano enormi obiettivi fotografici.
Ma le lenti più grandi richiedono più vetro e ciò può introdurre difetti di luce e colore nell'immagine. L'array a fasi ottiche dei ricercatori non ha questo problema, né alcun ingombro aggiuntivo, ha detto Hajimiri.
Per la fase successiva della loro ricerca, Hajimiri e i suoi colleghi stanno lavorando per ingrandire il dispositivo, con più ricevitori di luce nell'array.
"In sostanza, non c'è limite a quanto potresti aumentare la risoluzione", ha detto. "È solo una questione di quanto sia grande la dimensione dell'array graduale."
