Όσο και αν έχουν εξελιχθεί οι φωτογραφικές μηχανές/ κάμερες, δεν μπορούν να είναι πραγματικά επίπεδες/ αδύνατες, εξαιτίας των οπτικών τους τμημάτων: Για να λειτουργήσουν, χρειάζονται φακούς συγκεκριμένου σχήματος και μεγέθους.
Επιστήμονες του Caltech ανέπτυξαν ένα νέο είδους κάμερας, στο οποιο οι φακοί αντικαθίστανται από ένα εξαιρετικά λεπτό ΟΡΑ (optical phased array), το οποίο κάνει μέσω υπολογισμών αυτό που κάνουν οι φακοί, χρησιμοποιώντας μεγάλα κομμάτια γυαλιού: Διαχειρίζεται το εισερχόμενο φως για να «αιχμαλωτίσει» μια εικόνα.
Οι φακοί έχουν μια καμπύλη η οποία κυρτώνει τη διαδρομή του εισερχόμενου φωτός και το επικεντρώνει σε ένα τμήμα του φιλμ, ή, στην περίπτωση των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, σε έναν αισθητήρα εικόνας.
Το ΟΡΑ έχει μια μεγάλη συστοιχία δεκτών φωτός, ο καθένας από τους οποίους μπορέι μεμονωμένα να επιφέρει μια αυστηρά ελεγχόμενη χρονοκαθυστέρηση στο φως που δέχεται, επιτρέποντας στην κάμερα να «κοιτά» επιλεκτικά σε διαφορετικές κατευθύνσεις και να εστιάζει σε διαφορετικά πράγματα.
«Με το νέο μας σύστημα, μπορείτε επιλεκτικά να κοιτάξετε στην επιθυμητή κατεύθυνση και σε ένα πολύ μικρό μέρος της εικόνας μπροστά σας ανά πάσα στιγμή, ασκώντας έλεγχο με ακρίβεια φεμτοδευτερολέπτου» λέει ο Αλί Χατζιμίρι, καθηγητής (έδρα Bren) Ηλεκτρολογίας- Μηχανολογίας και Ιατρικής Μηχανολογίας στο Τμήμα Μηχανολογίας και Εφαρμοσμένης Επιστήμης στο Caltech, και πρωταρχικός ερευνητής σε ένα paper όπου περιγράφεται η νέα κάμερα.
Το paper αυτό παρουσιάστηκε στη συνδιάσκεψη CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics) της OSA (Optical Society of America) και δημοσιεύθηκε στο OSA Technical Digest τον Μάρτιο του 2017.
«Δημιουργήσαμε ένα μεμονωμένο, λεπτό στρώμα ενσωματωμένων φωτονικών πυριτίου που εξομοιώνει τον φακό και τον αισθητήρα μιας ψηφιακής κάμερας, μειώνοντας το πάχος και το κόστος των ψηφιακών καμερών. Μπορεί να μιμηθεί έναν κανονικό φακό, αλλά μπορεί να αλλάξει από fish-eye σε τηλεφακό μέσα σε μια στιγμή- με μια απλή αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο η συστοιχία δέχεται το φως» λέει ο Χατζιμίρι.
Σύμφωνα με τον ίδιο και τους συναδέλφους του, το σύστημα αυτό αντιπροσωπεύει ένα «proof of concept» για μια θεμελιώδη επανεξέταση της τεχνολογίας καμερών. «Οι εφαρμογές είναι απεριόριστες» λέει ο Μπεχρούζ Αμπίρι, τελειόφοιτος και ένας από τους συντάκτες του paper.
«Ακόμα και με τα σημερινά smartphones, η κάμερα είναι το εξάρτημα που θέτει τα όρια όσον αφορά στο πόσο λεπτό μπορεί να είναι το τηλέφωνό σας. Όταν μεγαλώσει σε κλίμακα, η τεχνολογία αυτή μπορεί να καταστήσει τους φακούς και τις παχιές κάμερες ξεπερασμένες».
