FlatCam, la cámara que no necesita lente

Hoy día es una realidad que la integración de cámaras en los smartphones ha reducido el número de cámaras compactas, e incluso algunos modelos pretenden competir con las réflex más básicas, incorporando potentes sensores de imagen y controles manuales que permiten modificar la velocidad de obturación o la sensibilidad ISO. Sin embargo, tanto unas como otras requieren lentes, y el montaje posterior a la fabricación necesario para integrarlas eleva su coste. En buscar de alternativas, un equipo de ingenieros eléctricos e informáticos de la Universidad Rice, en Estados Unidos, han desarrollado un prototipo de cámara mucho más pequeña y delgada que los dispositivos tradicionales.

Bautizada como FlatCam, lo más innovador de este avance tecnológico es que permite hacer fotografías sustituyendo las lentes por una máscara codificada y un chip con un sensor integrado del tamaño de una moneda de dos céntimos. Para ello dispone de un sofisticado algoritmo que procesa lo que detecta el sensor, convirtiendo las mediciones en imágenes y vídeos.

Además, al fabricarse con microchips aportan precisión y velocidad, así como una reducción asociada a los costes. Y todo ello sin sacrificar el rendimiento ni la calidad de imagen. El equipo de investigación presentará su trabajo en el Extreme Imaging Workshop, evento que se celebra dentro de unas semanas en Santiago de Chile para abordar las novedades en metodologías y técnicas de imagen.

Adaptable a nuevos usos

Según explica Rice en un comunicado, FlatCam elimina las lentes gracias a su diseño innovador, que integra una capacidad mejorada para obtener la luz mediante el sensor, lo que permite pasar del diseño de cubo de las cámaras tradicionales a una superficie plana, fina y lo suficientemente flexible como para adaptarse a aplicaciones impensables hasta ahora.

Los investigadores son realistas acerca de las necesidades de los fotógrafos, que serán mucho más proclives a continuar con sus sistemas basados en lentes. Sin embargo, “para algunas aplicaciones FlatCam puede ser la única opción”, destaca Richard Baraniuk, creador del prototipo junto a Ashok Veeraraghavan.

Así, el dispositivo puede ser de utilidad en el ámbito de la seguridad o asistencia en desastres, donde se requieren cámaras flexibles, plegables e incluso desechables. “Pasar de un diseño con forma de cubo a una superficie plana sin sacrificar el rendimiento abre muchas posibilidades”, añade Baraniuk. Como consecuencia podrán hacer cámaras curvas, integradas en tarjetas de crédito o en tabletas ultrafinas.

FlatCam comparte la herencia de las cámaras de los comienzos de la fotografía, que usaban lentes estenopeicas o reticulares, una técnica muy simple que permitía proyectar una imagen definida en un plano. Al igual que el nuevo prototipo no se basaba en una lente en sí, sino en un papel metálico o cartón oscuro con un pequeño agujero en el centro, a través del cual pasaba la luz.

Ahora, en lugar de un solo agujero, el dispositivo cuenta con una máscara codificada en forma de rejilla colocada muy cerca del sensor. De esta forma no toma la luz de un único agujero, sino de todos los de la rejilla. Cada abertura permite obtener un conjunto de datos de luz ligeramente diferente para trasladar al sensor.

Los datos en bruto enviados al procesador, por ahora un ordenador de sobremesa, se ordenan para crear una imagen. Entonces, al igual que cámaras con campos de luz mucho más grandes, la imagen se puede enfocar a diferentes profundidades.

De creación manual a industrial

De momento los prototipos, ya patentados, se construyen a mano en Rice, usando sensores disponibles en el mercado que dan lugar a imágenes de 512x512 píxeles en cuestión de segundos. Con todo, los investigadores esperan mejorar la resolución a medida que consigan avanzar en las técnicas de fabricación y en los algoritmos de reconstrucción. De hecho, el equipo de FlatCam ya trabaja con el laboratorio de Jacob Robinson, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática en Rice, para desarrollar la próxima generación, dispositivos fabricados directamente.

Los prototipos no tienen lentes, pero tampoco visores. Sin embargo este tampoco parece ser tampoco un obstáculo, ya que muchas aplicaciones no lo necesitan y, en otros casos, la pantalla del teléfono móvil por ejemplo podría utilizarse para tal fin.