Enheten, et kvadrat som måler bare 0,04 tommer med 0,05 tommer (1 x 1,2 millimeter), har potensialet til å bytte sin "blenderåpning" mellom vidvinkel, fiskeøye og zoome øyeblikkelig. Og fordi enheten er så tynn, bare noen få mikron tykk, kan den være innebygd hvor som helst. (Til sammenligning er gjennomsnittlig bredde på et menneskehår omtrent 100 mikron.)
"Hele baksiden av telefonen din kan være et kamera," sa Ali Hajimiri, professor i elektroteknikk og medisinsk ingeniørfag ved California Institute of Technology (Caltech) og hovedetterforsker av forskningsoppgaven og beskrev det nye kameraet.
Den kunne være innebygd i en klokke eller i et par briller eller i stoff, fortalte Hajimiri til Live Science. Det kan til og med være designet for å lansere ut i verdensrommet som en liten pakke og deretter vikle ut i veldig store, tynne ark som avbilder universet i oppløsninger som aldri før var mulig, la han til.
"Det er ingen grunnleggende grense for hvor mye du kan øke oppløsningen," sa Hajimiri. "Du kunne lage gigapiksler hvis du ville." (Et gigapikselbilde har 1 milliard piksler, eller 1000 ganger mer enn et bilde fra et 1-megapiksel digitalt kamera.)
Hajimiri og hans kolleger presenterte innovasjonen, kalt en optisk faset gruppe, på Optical Society (OSA) konferanse om lasere og elektrooptikk, som ble holdt i mars. Forskningen ble også publisert på nettet i OSA Technical Digest.
Proof-of-concept-enheten er et flatt ark med en rekke 64 lysmottakere som kan betraktes som små antenner som er innstilt på å motta lysbølger, sa Hajimiri. Hver mottaker i matrisen styres individuelt av et dataprogram.
I brøkdeler av et sekund kan lysmottakerne manipuleres for å lage et bilde av et objekt helt til høyre på utsikten eller helt til venstre eller hvor som helst i mellom. Og dette kan gjøres uten å peke enheten mot gjenstandene, som ville være nødvendig med et kamera.
"Det fine med denne tingen er at vi lager bilder uten noen mekanisk bevegelse," sa han.
Hajimiri kalte denne funksjonen en "syntetisk blenderåpning." For å teste hvor bra det fungerte, la forskerne den tynne arrayover en silisiumdatamaskinbrikke. I eksperimenter samlet den syntetiske blenderåpningen lysbølger, og deretter konverterte andre komponenter på brikken lysbølgene til elektriske signaler som ble sendt til en sensor.
Det resulterende bildet ser ut som et sjakkbrett med opplyste firkanter, men dette grunnleggende lavoppløselig bildet er bare første skritt, sa Hajimiri. Enhetens evne til å manipulere innkommende lysbølger er så presis og rask at det teoretisk sett kunne fange hundrevis av forskjellige slags bilder i alle slags lys, inkludert infrarød, i løpet av få sekunder, sa han.
"Du kan lage et ekstremt kraftig og stort kamera," sa Hajimiri.
For å oppnå en kraftfull visning med et konvensjonelt kamera krever det at linsen er veldig stor, slik at den kan samle nok lys. Dette er grunnen til at profesjonelle fotografer på sidelinjen for sportsbegivenheter bruker enorme kameralinser.
Men større linser krever mer glass, og det kan introdusere lys- og fargefeil i bildet. Forskernes optiske fase-array har ikke det problemet, eller noe ekstra bulk, sa Hajimiri.
For neste trinn i forskningen jobber Hajimiri og kollegene for å gjøre enheten større, med flere lysmottakere i rekken.
"I hovedsak er det ingen grenser for hvor mye du kan øke oppløsningen," sa han. "Det er bare et spørsmål om hvor stort du kan lage den fasede arrayen."
