L'appareil, un carré qui ne mesure que 0,04 pouces par 0,05 pouces (1 par 1,2 millimètres), a le potentiel de commuter son "ouverture" entre grand angle, fish eye et zoom instantanément. Et parce que l'appareil est si fin, juste quelques microns d'épaisseur, il pourrait être intégré n'importe où. (À titre de comparaison, la largeur moyenne d'un cheveu humain est d'environ 100 microns.)
"Tout l'arrière de votre téléphone pourrait être un appareil photo", a expliqué Ali Hajimiri, professeur de génie électrique et de génie médical au California Institute of Technology (Caltech) et chercheur principal du document de recherche, décrivant le nouvel appareil photo.
Il pourrait être intégré dans une montre ou dans une paire de lunettes ou dans du tissu, a déclaré Hajimiri à Live Science. Il pourrait même être conçu pour se lancer dans l'espace sous forme de petit boîtier, puis se déployer dans de très grandes feuilles minces qui imaginent l'univers à des résolutions jamais possibles auparavant, a-t-il ajouté.
"Il n'y a pas de limite fondamentale à combien vous pourriez augmenter la résolution", a déclaré Hajimiri. "Vous pouvez faire des gigapixels si vous le souhaitez." (Une image gigapixel a 1 milliard de pixels, soit 1 000 fois plus qu'une image provenant d'un appareil photo numérique de 1 mégapixel.)
Hajimiri et ses collègues ont présenté leur innovation, appelée une barrette optique, lors de la conférence de l'Optical Society (OSA) sur les lasers et l'électro-optique, qui s'est tenue en mars. La recherche a également été publiée en ligne dans le OSA Technical Digest.
Le dispositif de preuve de concept est une feuille plate avec un ensemble de 64 récepteurs de lumière qui peuvent être considérés comme de minuscules antennes réglées pour recevoir des ondes lumineuses, a déclaré Hajimiri. Chaque récepteur de la matrice est contrôlé individuellement par un programme informatique.
En quelques fractions de seconde, les récepteurs de lumière peuvent être manipulés pour créer une image d'un objet à l'extrême droite de la vue ou à l'extrême gauche ou n'importe où entre les deux. Et cela peut être fait sans pointer l'appareil vers les objets, ce qui serait nécessaire avec un appareil photo.
"La beauté de cette chose est que nous créons des images sans aucun mouvement mécanique", a-t-il déclaré.
Hajimiri a appelé cette fonctionnalité une «ouverture synthétique». Pour tester son bon fonctionnement, les chercheurs ont posé la matrice mince sur une puce informatique en silicium. Dans des expériences, l'ouverture synthétique a collecté des ondes lumineuses, puis d'autres composants sur la puce ont converti les ondes lumineuses en signaux électriques qui ont été envoyés à un capteur.
L'image résultante ressemble à un damier avec des carrés lumineux, mais cette image basique de faible résolution n'est que la première étape, a déclaré Hajimiri. La capacité de l'appareil à manipuler les ondes lumineuses entrantes est si précise et rapide que, théoriquement, il pourrait capturer des centaines de différents types d'images dans n'importe quel type de lumière, y compris infrarouge, en quelques secondes, a-t-il déclaré.
"Vous pouvez faire un appareil photo extrêmement puissant et grand", a déclaré Hajimiri.
Pour obtenir une vue haute puissance avec un appareil photo conventionnel, l'objectif doit être très grand afin de pouvoir capter suffisamment de lumière. C'est pourquoi les photographes professionnels en marge des événements sportifs brandissent d'énormes objectifs d'appareil photo.
Mais les objectifs plus gros nécessitent plus de verre, ce qui peut introduire des défauts de lumière et de couleur dans l'image. Le réseau optique en phase des chercheurs n'a pas ce problème, ni aucun volume supplémentaire, a déclaré Hajimiri.
Pour la prochaine étape de leurs recherches, Hajimiri et ses collègues travaillent à agrandir l'appareil, avec plus de récepteurs de lumière dans le réseau.
"Essentiellement, il n'y a pas de limite à l'augmentation de la résolution", a-t-il déclaré. "C'est juste une question de quelle taille vous pouvez faire la matrice phasée."
