Ta miniaturowa kamera bez obiektywu zamieni każdy elektroniczny sprzęt w aparat

Dzięki smartfonom każdy z nas ma aparat w kieszeni. Wydawać by się mogło, że miniaturyzacja w fotografii posunęła się już do skrajnych rozmiarów, ale wygląda na to, że stoimy u progu nowej ery.

Obecnie problemem aparatów nie jest elektronika, a optyka. Można wyprodukować miniaturową matrycę, która da naprawdę dobre jakościowo zdjęcie w wysokiej rozdzielczości. Kolejne generacje matryc są pod tym względem coraz lepsze. Pojedyncze piksele są coraz mniejsze, jest ich coraz więcej, zmieniają się procesy technologiczne, ale od początku fotografii głównym ograniczeniem jest obiektyw.

Zasady optyki się nie zmieniają, a fizyki niestety nie da się przeskoczyć. Miniaturowe soczewki muszą zachowywać odpowiedni kształt i układ, a niestety wykonanie i precyzyjna obróbka takich miniaturowych elementów mają swoje granice. Jeżeli nie technologiczne, to ekonomiczne.

Firma, która wyeliminuje z fotografii konieczność używania obiektywów, wygra wszystko. Choć taka rewolucja wydaje się dziś niedorzeczna, naukowcom z Massachusetts Institute of Technology naprawdę się to udało. Opracowali oni miniaturowy moduł kamery, który ma grubość wynoszącą 1/5 milimetra, wygląda jak malutka szklana płytka, a do wykonywania zdjęć nie potrzebuje obiektywu.

W małej płytce mieści się nowy typ matrycy światłoczułej, która do zarejestrowania obrazu nie wymaga obiektywu. Zamiast obiektywu sensor wykorzystuje spiralny kształt wyryty w jego górnej powierzchni. Światło załamuje się na specjalnie przygotowanych rowkach i trafia w zdeformowanej formie na matrycę. Dzięki temu powstaje obraz, który w surowej wersji wygląda jak zwykła plama.

I na tym etapie dzieje się magia. Naukowcy wiedzą, w jaki sposób spiralne rowki załamują i rozpraszają światło i dzięki temu mogą przekształcić plamę światła w prawdziwe zdjęcie. Specjalnie zaprojektowane algorytmy są w stanie odtworzyć obraz z zaskakującą precyzją. Oczywiście, zdjęcie jest zamglone, ma małą ilość detali, ale sfotografowane w ten sposób obiekty są całkowicie rozpoznawalne.

Kamera potrafi na razie zarejestrować obraz w odcieniach szarości i z rozdzielczością 128 x 128 pikseli. Choć wydaje się, że to niewiele, to i tak dokonał się wielki postęp w stosunku do prototypu, który wykonywał zdjęcia 20 x 20 pikseli.

Naukowcy chcą wykorzystywać takie kamery we wszystkich sprzętach elektronicznych, np. w ubieralnych gadżetach lub w zabawkach. Dzięki tej kamerze każdy sprzęt mógłby uzyskać swoje oczy i w efekcie oddziaływać z otoczeniem w całkowicie nowy sposób.

Technologia jest obecnie w powijakach, ale urządzenie naukowców z MIT może być kamieniem milowym fotografii. Obecnie matryca nie jest w stanie zagrozić nawet tak prostym aparatom, jak te montowane w tanich smartfonach, jednak potencjał jest olbrzymi. Przyszłość fotografii to software, algorytmy i tego typu innowacje.

Tak naprawdę dopiero po wyeliminowaniu z aparatów optyki można będzie mówić o prawdziwie cyfrowej rewolucji.