Enheten, en kvadrat som mäter bara 0,04 tum med 0,05 tum (1 x 1,2 mm), har potentialen att växla sin "bländare" mellan vidvinkel, fisköga och zooma omedelbart. Och eftersom enheten är så tunn, bara några mikron tjock, kan den inbäddas var som helst. (Som jämförelse är den genomsnittliga bredden för ett mänskligt hår cirka 100 mikron.)
"Hela baksidan av din telefon kan vara en kamera," sade Ali Hajimiri, professor i elektroteknik och medicinsk teknik vid California Institute of Technology (Caltech) och den huvudsakliga utredaren av forskningsdokumentet och beskriver den nya kameran.
Det kan vara inbäddat i en klocka eller i ett glasögon eller i tyg, sa Hajimiri till Live Science. Det kan till och med utformas för att lansera ut i rymden som ett litet paket och sedan släppa ut i mycket stora, tunna ark som avbildar universumet i upplösningar som aldrig tidigare var möjligt, tillade han.
"Det finns ingen grundläggande gräns för hur mycket du kan öka upplösningen," sade Hajimiri. "Du kan göra gigapixlar om du ville." (En gigapixelbild har 1 miljard pixlar, eller 1 000 gånger mer än en bild från en 1-megapixel digitalkamera.)
Hajimiri och hans kollegor presenterade sin innovation, kallad en optisk fas-gruppering, vid Optical Society (OSA) konferens om lasrar och elektrooptik, som hölls i mars. Forskningen publicerades också online i OSA Technical Digest.
Enheten för bevis-av-konceptet är ett platt ark med en mängd 64 ljusmottagare som kan betraktas som små antenner inställda för att ta emot ljusvågor, sade Hajimiri. Varje mottagare i matrisen styrs individuellt av ett datorprogram.
I bråkdelar av en sekund kan ljusmottagarna manipuleras för att skapa en bild av ett objekt längst till höger på vyn eller längst till vänster eller var som helst däremellan. Och detta kan göras utan att peka enheten mot föremålen, vilket skulle behövas med en kamera.
"Det fina med den här saken är att vi skapar bilder utan någon mekanisk rörelse," sade han.
Hajimiri kallade den här funktionen för en "syntetisk bländare." För att testa hur bra det fungerade, lagde forskarna den tunna matrisen över ett kiseldatorchip. I experiment samlade den syntetiska öppningen ljusvågor, och sedan konverterade andra komponenter på chipet ljusvågorna till elektriska signaler som skickades till en sensor.
Den resulterande bilden ser ut som en schackbräda med upplysta rutor, men denna grundläggande lågupplösningsbild är bara första steget, sade Hajimiri. Enhetens förmåga att manipulera inkommande ljusvågor är så exakt och snabb att det teoretiskt sett kan fånga hundratals olika slags bilder i alla slags ljus, inklusive infraröd, på några sekunder, sade han.
"Du kan skapa en extremt kraftfull och stor kamera," sade Hajimiri.
För att uppnå en högeffektvy med en konventionell kamera krävs det att linsen är väldigt stor så att den kan samla tillräckligt med ljus. Det är därför professionella fotografer på sidlinjen för sportevenemang har enorma kameralinser.
Men större linser kräver mer glas, och det kan införa ljus- och färgbrister i bilden. Forskarnas optiska fasade matris har inte det problemet eller någon extra bulk, sade Hajimiri.
För nästa steg i sin forskning arbetar Hajimiri och hans kollegor för att göra enheten större, med fler ljusmottagare i matrisen.
"I huvudsak finns det ingen gräns för hur mycket du kan öka upplösningen," sade han. "Det är bara en fråga om hur stor du kan skapa den fasade matrisen."
