Linsenfreie Minikamera für das Internet der Dinge

US-Forscher haben einen Bildsensor entwickelt, der eine Größe von nur 200 Mikrometern hat und sich besonders für den Einbau in vernetzte Geräte eignet.

Die Mona Lisa sieht winzig und verschwommen aus. Das Foto ist in Schwarz-Weiß auf ein Stück Papier gedruckt und sieht nicht besonders toll aus. Dennoch zeigt es unverwechselbar Leonardo da Vincis berühmtes Gemälde mit dem mysteriösen Lächeln. Das Beeindruckende daran ist, wie das niedrig aufgelöste Foto entstanden ist: Mit einer Kamera, die ganz ohne Objektiv auskommt. Noch beeindruckender: Sie ist nur 200 Mikrometer groß und damit kleiner als eine Bleistiftspitze.

Die Objektive normaler Digitalkameras lassen sich nur begrenzt miniaturisieren, weil ab einer gewissen Größe keine präzise gekrümmte Oberfläche mehr herzustellen ist. Der Informatiker Patrick Gill, leitender Forscher beim Chipentwickler Rambus, will das Problem lösen, indem er das Objektiv gleich ganz weglässt und stattdessen auf einen neuartigen Bildsensor setzt. In dessen Deckschicht ist ein lichtbeugendes Spiralmuster eingeätzt, das Licht aus jeder Richtung einfängt. Das ergibt zunächst nur ein Wirrwarr aus spiralförmigen Objekten, die ein Mensch nicht interpretieren könnte. Eine Software kann sie allerdings in ein erkennbares Bild zurückübersetzen.

Die bislang höchste erzielte Auflösung liegt bei 128 mal 128 Bildpunkten. Mehr Pixel soll auch der beste Sensor nicht haben, den Rambus künftig auf den Markt bringen will, denn Gill will konventionellen Digitalkameras gar keine Konkurrenz machen. Sein Ziel ist es, den kleinsten, billigsten und am einfachsten herzustellenden Sensor zu bauen, der gerade noch brauchbare Bildinformationen liefert. Solche preiswerten Minikameras könnten eines Tages in zahlreichen Geräten sitzen, von mobilen Gadgets über Sicherheitssysteme bis hin zu Spielzeugen. "Wir wollen jedem digitalen Gerät Augen geben, ganz egal wie klein es ist", sagt Gill. Damit könnten weit mehr Objekte im Internet der Dinge sehen lernen als bisher.

Gordon Wetzstein, Forscher der Camera Culture Group des MIT Media Lab, hält die Technologie für vielversprechend. Es sei allerdings unklar, wie gut der Winzling tatsächlich funktionieren werde. Klar sei aber: "Bei Kamerasensoren gibt es seit Längerem keinen Fortschritt mehr, außer, dass die Pixel immer kleiner werden." Auch andere Labors arbeiten an Kameras ohne Linsen, etwa die Bell Labs. Die von Gill entwickelte Technik soll aber weniger komplex sein und sich stärker miniaturisieren lassen. Auch die Produktion soll eher einfach ausfallen: Sie basiert auf der CMOS-Technologie, die auch zur Herstellung anderer Hardware verwendet wird. Und: Man wird den Rambus-Bildsensor sogar direkt in Chips einbauen können. Das soll nur wenige Cent pro Stück extra kosten. (bsc)