Erste OPA-Kamera ohne Linse vorgestellt

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Die erste Size-Zero-Kamera kommt ohne Linse aus. (Foto: caltech.edu)
Die erste Size-Zero-Kamera kommt ohne Linse aus. (Foto: caltech.edu)

Forscher am California Institute of Technology haben eine neue Kamera entwickelt, die Bilder ohne Linse aufnehmen kann. Die Technik fotografiert durch ein phasengesteuertes Optiksystem, (engl. ultra-thin optical phased array, kruz OPA, Anm. d. Red.) dass so wie eine herkömmliche Kamera das eintreffende Licht manipuliert, um ein Bild festzuhalten.

Timing
Kamera-Linsen haben eine Kurve, die eintreffendes Licht umleitet und früher auf Film, oder heute im bei Digitalkameras auf einen Sensor zentriert. OPA verfügt im Gegensatz dazu über eine große Menge an Lichtrezeptoren, welche individuelle Zeitverzögerungen ermöglichen. Dadurch kann sich die Kamera selektiv in verschiedene Richtungen orientieren und so auf verschiedene Dinge konzentrieren, ohne dass das Gerät selbst bewegt wird.

„Der Mechanismus kontrolliert das Timing dieses Vorgangs durch die Präzisierung im Bereich von quadrillionstel Sekunden“, erklärt Forschungsleiter Ali Hajmiri.

Aufbau
Das System besteht aus einer Schicht Silikon, auf der sich integrierte Photonen befinden. Durch das Verhalten der Rezeptoren kann die Kamera zwischen Fischaugen- und Teleobjektiv wechseln, nur durch winzige bewusste Änderungen der Lichtaufnahme. Diese Möglichkeiten basieren auf dem Prinzip von Transmitter-Ansammlungen, die Wellen abgeben. Diese Wellen können sich gegenseitig positiv oder negativ beeinflussen, was das Signal in eine Richtung verstärkt und in die anderen minimiert. Alle empfangenen Lichtwellen behindern sich gegenseitig in alle Richtungen, außer in eine. Auf diesen einen Punkt ausgerichtet, entsteht daraufhin ein fokussierter, starrer „Blick“, der sich elektronisch kontrollieren und ändern lässt.

Umdenken
Das Team vergleicht das System mit dem Hindurchsehen durch einen Strohhalm, mit dem man im ganzen Raum umhersieht, weil dadurch ein schneller Perspektivenwechsel möglich wird, ohne die Kamera selbst anders auszurichten. Diese neue Art von Fotografie sorgt für Fortschritte in der Kameratechnik, aber auch in anderen technologischen Bereichen. Denn die Kamera definiert, wie dick ein Gerät ist, beispielsweise auch bei Smartphones. Die Entdeckung wird auch die Forschungssysteme der Astronomie verbessern, denn durch die Size-Zero-Kamera können ungewöhnlich leichte und dünne Teleskope gebaut werden.

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