Megapixel-camera niet genoeg? Probeer gigapixels

Door 98 kleine camera’s te synchroniseren in een enkel toestel, hebben technici van de Duke University en de University of Arizona een prototype ontwikkeld van een camera die beelden kan maken met bijzonder hoge resolutie. Die is zelfs beter dan de resolutie van het menselijk oog.

De camera kan 50 gigapixel- (ofwel 50 000 megapixel-) beelden maken. Ter vergelijking: de meeste consumentencamera’s doen het met 8 tot 40 megapixels. De onderzoekers verwachten dat de camera binnen vijf jaar beschikbaar zal zijn voor het grote publie, als de elektronische componenten efficiënter zijn en verder geminiaturiseerd.

De camera is ontwikkeld door een team onder leiding van professor David Brady, van Duke’s Pratt School of Engineering, samen met wetenschappers van deUniversity of Arizona, de University of California in San Diego, en Distant Focus Corp. "Elke microcamera neemt een specifiel deel van het blikveld voor zijn rekening", legt Brady uit. "Een processor koppelt al die informatie tot een enkel, zeer gedetailleerd beeld. In veel gevallen kan de camera beelden maken van dingen die de fotograaf zelf niet eens kan zien. Hij ontdekt ze pas als hij later de foto bekijkt."

"De belangrijkste uitdaging bij het maken van gigapixelcamera’s was de ontwikkeling van de componenten en de optiek voor goede en goedkope microcamera’s", zegt Brady. "Terwijl nieuwe multiscale lensontwerpen essentieel zijn, was de lastigste barrière toch het gewenste lage vermogen en compactere geïntegreerde elektronica, en niet de optiek."

De software die de data van de microcamera’s combineert, is ontwikkeld door het team uit Arizona, onder leiding van Michael Gehm, assistant-professor aan de University of Arizona.

"Traditioneel kan de optiek worden verbeterd door meer glazen elementen toe te voegen, wat de complexiteit verhoogd", zegt Gehm. "Datzelfde probleem geldt voor supercomputers met hun zelfs nog complexere processoren, maar op een bepaald moment is de complexiteit verzadigd en wordt het alleen maar duurder."

"Onze huidige benadering is om gebruik te maken van een uitgebreide parallelle matrix van elektronische bouwstenen, in plaats van complexere optica," zegt Gehm. "Een gemeenschappelijke objectieflens verzamelt het licht en voert het naar de microcamera’s, net zoals een netwerkcomputer taken verzendt naar de diverse werkstations. Elke camera krijgt een ander beeld en werkt aan zijn kleine deeltje van het totaalbeeld. Daarbij zorgen we voor wat overlapping zodat we niets missen."

Het prototype van de camera is ongeveer 70 x 70 x 50 cm3 groot – en bestaat voor 97% uit elektronica en processoren. Daar valt volgens de onderzoekers dan ook de meeste winst te halen door miniaturisering.