Doorbraak bij ETH: een pixel die tegelijkertijd camera en scherm is
Wat decennialang als onmogelijk werd beschouwd, werkt nu echt: de ETH Zürich heeft een pixel ontwikkeld die tegelijkertijd beelden weergeeft en licht analyseert. Dit zou wel eens een ingrijpende verandering kunnen betekenen voor beeldschermen en camera’s.
Een pixel op je scherm licht op. Een pixel op de sensor van je camera meet licht. Beide tegelijk – dat kon tot nu toe niet. Dat wordt al sinds het begin van de schermtechnologie als zo vanzelfsprekend beschouwd dat bijna niemand het ooit in twijfel heeft getrokken. Tenminste, tot nu toe. Onderzoekers van het Optical Materials Engineering Laboratory van ETH Zürich hebben dit basisprincipe nu voor het eerst doorbroken.
Hun zogenaamde «Fourier-pixel» kan namelijk niet alleen licht uitstralen – zo ontstaat het beeld op een scherm – maar ook licht registreren en analyseren, waardoor een foto ontstaat. De resultaten zijn deze week gepubliceerd in het vakblad Nature, een van de meest gerenommeerde wetenschappelijke tijdschriften ter wereld.
Hoe werkt dat?
De truc zit hem in de fysica van lichtgolven. Als licht op een oppervlak valt, overlappen de gereflecteerde golven elkaar – een effect dat je ‘ «’ of ‘interferentie’» noemt. Stel je twee watergolven voor die elkaar raken: waar ze elkaar versterken, ontstaat een golfpiek. Waar ze elkaar opheffen, wordt het water glad. Precies dit principe gebruiken de ETH-onderzoekers om licht tot op de nanometer nauwkeurig te sturen.
Het oppervlak van de Fourier-pixel werkt op dezelfde manier: het heeft een golvende vorm, nauwkeurig tot op de nanometer. Als er licht op valt, overlappen de gereflecteerde lichtgolven elkaar, net zoals twee watergolven die elkaar raken: Waar ze elkaar versterken, ontstaat een golfpiek; waar ze elkaar opheffen, blijft het oppervlak glad. Uit deze patronen – licht waar golven elkaar versterken, donker waar ze elkaar opheffen – ontstaan beelden. En omdat hetzelfde principe ook andersom werkt, kan de pixel tegelijkertijd analyseren wat voor soort licht erop valt.
Het resultaat: een piepklein element dat tot nu toe twee afzonderlijke onderdelen kan vervangen.
Wat betekent dat concreet?
De meest voor de hand liggende toepassing is een apparaat dat tegelijkertijd een scherm en een camera is. Bijvoorbeeld een smartphone zonder zichtbare cameralens, omdat het scherm zelf «ziet». Of medische sensoren die beelden vastleggen en direct verwerken, zonder dat het licht eerst omslachtig door aparte optieken hoeft te worden geleid. Volgens onderzoeksleider David Norris zijn de nieuwe pixels «op veel gebieden een handig hulpmiddel» – van consumentenelektronica tot glasvezelcommunicatie.
Bron: Glauser YM, Vonk SJW, et al., Nature 2026
Nog een stapje verder gedacht: de onderzoekers hebben aangetoond dat een Fourier-pixel tegelijkertijd kan meten en reageren door invallend licht te analyseren en in realtime een bijbehorende lichtstraal uit te zenden. Zonder dat er een computer tussen zit. Wat betekent dat? Sensoren die niet alleen registreren, maar ook meteen reageren. En camera’s die een beeld niet eerst naar een chip hoeven te sturen voor verwerking, voordat er iets gebeurt.
Nog geen product – maar wel een echte doorbraak
Even ter verduidelijking: wat er in Zürich is ontwikkeld, blijft voorlopig fundamenteel onderzoek. Een commercieel product is nog ver weg. Volgens het onderzoeksteam is de volgende stap om de methode eerst uit te breiden naar een matrix van meerdere Fourier-pixels – dus wat een smartphonesensor met miljoenen pixels tegenwoordig doet. Het zal nog wel even duren voordat dat lukt en industrieel toepasbaar is.
Toch is de publicatie in Nature geen alledaags onderzoeksresultaat. Het tijdschrift accepteert alleen artikelen die als echt baanbrekend worden beschouwd. En dat er al een octrooiaanvraag is ingediend en het werk is genomineerd voor de ETH Spark Award van dit jaar, wijst erop dat ook de ETH zelf gelooft in het commerciële potentieel.
De basis is gelegd.
Ik schrijf over technologie alsof het cinema is – en over films alsof ze echt zijn. Tussen bits en blockbusters zoek ik naar de verhalen die gevoelens oproepen, niet alleen klikken. En ja – soms luister ik naar filmmuziek harder dan goed voor me is.
Van de nieuwe iPhone tot de wederopstanding van de mode uit de jaren 80. De redactie categoriseert.
Alles tonen
