幅0.5ミリ。塩粒ほどの大きさでフルカラー撮影できるカメラが開発される

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　”塩粒”ほどの超小型カメラは、従来のカメラに匹敵する美しいフルカラー画像を撮影できるという。

　米プリンストン大学とワシントン大学の研究グループが開発したこのカメラは、患者への負担が少ない内視鏡や小型ロボットへの応用が主に考えられているそうだが、背面全面がカメラになった、まったく新しいスマホも開発できるかもしれないとのことだ。

塩粒ほどの大きさの超小型カメラの仕組み

　従来のカメラは、ガラスやプラスチックのレンズで、光線を曲げて焦点を合わせていた。

　一方、『Nature Communications』（2021年11月29日付）で発表された新しい超小型カメラは、「メタサーフェス」という技術を採用している。

　カメラの大きさは幅0.5ミリと荒めの塩つぶほどだが、160万本もの柱のような極小の円柱形のアンテナのようなものが埋め込まれている。

　HIVウイルス程度しかない極小アンテナは、光をキャッチするためのもの。それぞれ形が異なっており、光の「波面」を正確にとらえることができる。

　こうして捕捉した光を、機械学習でトレーニングされたアルゴリズムによって画像化する。これが新型メタサーフェス・カメラの仕組みだ。

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体積50万倍のレンズカメラと同等の美しさ

　それによって撮影された画像は、メタサーフェス・カメラとしては史上最高の美しさで、なおかつ最大の視野を誇る。

　従来のメタサーフェス・カメラには、画像が大きく歪み、視野が小さく、可視光のスペクトル全体をとらえられないという欠点があった。だが、今回のものでは、それらが克服されている。

　実際に撮影された画像は、端がややぼやけるという欠点があったという。

　だが、それを除けば、体積が50万倍もあるレンズカメラのものと同等の品質だというのだ。

　さらに、これまでのようにレーザー光が必要ということもない。そのため、実験室などの設備が整った場所でなくとも、自然光の下で十分な性能を発揮することができる。

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コンピューターチップのように製造

　今回のメタサーフェス・カメラの素材は、「窒化ケイ素」がベースになっている。この素材は、半導体の製造プロセスで扱うことができる。

　つまり、メタサーフェス・カメラは、コンピューターチップと同じ感覚で製造することができるのだ。

　おかげで、超小型かつ高性能でありながら、従来のカメラ用レンズよりも低コストで、大量生産することまでできるという。

背面全面がカメラのスマホが登場するかも

　今回の超小型カメラの用途としては、今のところ、患者に与える負担が少ない内視鏡や、積載能力に限りがある小型ロボットなどが主に検討されているようだ。

　だが、スマホの裏にやたらと悪目立ちする3眼カメラを埋め込む代わりに、背面全体を1つの大きなカメラにするといったアイデアも出されている。

　これが実現されれば、今とまったく違うデザインのスマホが登場するかもしれない。

　研究グループは現在、カメラの演算能力向上や、物体検出機能の搭載などに取り組んでいる。その目指す先は、「センサーとしての表面（サーフェス）」だ。

References:Researchers shrink camera to the size of a salt grain – Princeton University School of Engineering and Applied Science / written by hiroching / edited by parumo

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