High-Tech-Entwicklung

02. Dezember 2021 22:19; Akt: 02.12.2021 22:19 Print

Nano-​​Kamera schießt umwerfende Bilder

Forschende der Princeton University haben eine ultrakompakte Kamera gebaut. Sie könnte in Zukunft im menschlichen Körper zum Einsatz kommen und in kleine Roboter verbaut werden.

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Schnell das Handy gezückt und ein Bild gemacht. Auf diese Art fotografieren wohl heutzutage die meisten Leute im Alltag. Im Gegensatz zu Profikameras sind die Fotomodule in Smartphones entsprechend klein. Allerdings wirken Handykameras geradezu sperrig, wenn man sie mit dem vergleicht, was Forschende der Princeton University in den USA entwickelt haben.

Ethan Tseng und seinem Team ist es gelungen, eine Kamera auf die Größe eines Salzkorns zu schrumpfen. Die Kamera kann gestochen scharfe, farbige Bilder erzeugen, die mit einem 500.000-mal größeren Objektiv einer herkömmlichen Kamera vergleichbar sind, erklärt Tseng im Fachmagazin «Nature Communications».

Stifte statt Objektiv

Wie aber ist das möglich? Während eine reguläre Kamera gekrümmte Glas- oder Kunststofflinsen nutzt, um Lichtstrahlen zu fokussieren, stützt sich das neue System auf eine Technologie, die Metasurface genannt wird. Die 0,5 Millimeter breite Oberfläche ist mit 1,6 Millionen zylindrischen Stiften ausgestattet.

Dank einer einzigartigen Form, können diese als optische Antennen genutzt werden. Aus den so gesammelten Informationen und einem speziell entwickelten Algorithmus wird dann ein Foto. Die neuartige Nano-Kamera bietet die beste Qualität aller bisherigen Metasurface-Geräte. Bisherige Modelle hatten unter anderem mit der Schärfe der Bilder zu kämpfen, wie folgendes GIF zeigt.

Handy der Zukunft?

Nun wollen die Forschenden die Kamera weiter verbessern. So soll einerseits die Bildqualität weiter verfeinert werden. Ebenfalls sollen für Medizin und Robotik relevante Funktionen wie die Objekterkennung entwickelt werden. So könnte die Nano-Kamera in Zukunft unter anderem zur Endoskopie genutzt werden.

Doch auch andere Anwendungsgebiete sind denkbar. Etwa ganze Oberflächen als Kamerasensor zu nutzen. «Wir könnten einzelne Oberflächen in Kameras mit ultrahoher Auflösung verwandeln, sodass man nicht mehr drei Kameras auf der Rückseite des Telefons bräuchte, sondern die gesamte Rückseite des Gerätes zu einer riesigen Kamera würde. Wir können uns völlig neue Wege vorstellen, um Geräte in der Zukunft zu bauen», sagte Felix Heide, der ebenfalls an der Forschung beteiligt war.

(L'essentiel/Tobias Bolzern)

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