Metalensový průlom Samsungu: Tenké moduly se špičkovou kvalitou obrazu

Průlom Samsungu v oblasti metalens: tenčí moduly bez ztráty obrazové kvality

Koncern Samsung ve spolupráci s Pohangskou univerzitou vědy a technologie (POSTECH) představil revoluční přístup k metalens, který má potenciál výrazně ztenčit budoucí smartphony a XR headsety. Výsledky zveřejněné v časopise Nature Communications prezentují místo tradičních zakřivených skleněných čoček cíleně navržené nanostruktury menší než lidský vlas, jež precizně usměrňují světlo. Tento posun slibuje kompaktnější fotoaparáty, vyšší odolnost a zjednodušenou výrobu.

Princip nové technologie

Výzkumný tým vedený doktorem Jeong-Geun Yunem ze Samsung Research a profesorem Junsukem Rho z POSTECH vyvinul metodu využívající dvoutřetinové zpoždění fáze vlnové délky. Zásadní výhodou této techniky je eliminace potřeby vysokých a křehkých nanostruktur, což snižuje náročnost výroby a zvyšuje mechanickou odolnost. Prototyp konstrukce snížil tloušťku modulu kamery přibližně o 20 % – z původních 2,0 mm na 1,6 mm – při zachování optického výkonu.

Vlastnosti a výkonnost produktu

Hlavní benefity

• Optika metalens využívající nanoskopické pilíře a pole
• Dvoutřetinové zpoždění fáze vlnové délky pro kompaktní a odolná řešení
• Infračevené (IR) použití pro oční kamery XR zařízení
• Zvýšení hodnoty modulační přenosové funkce (MTF) – ze 50 % na 72 %
• 120° zorné pole zajišťující spolehlivé sledování zorničky a rozpoznání duhovky

Praktické využití: Oční sledování v XR a kamery smartphonů

Výsledky byly demonstrovány na infračevené oční kameře přizpůsobené pro XR headsety, která umožnila přesnou detekci duhovky a sledování zorniček v širokém zorném poli 120°. Samsung již uvedl, že plánuje adaptaci metalens pro kamery pracující ve viditelném světle, což by mohlo vést ke štíhlejším kamerovým modulům v telefonech a menším nerovnostem při položení zařízení na rovnou plochu.

Přínosy a porovnání

V porovnání s klasickými skleněnými čočkami a vysokými metasurfacovými strukturami nabízí metalens přístup několik podstatných výhod: menší vystouplé moduly kamer, vyšší mechanickou odolnost a potenciálně nižší výrobní náklady. Větší snímače sice zlepšily výsledky za špatného osvětlení, ale zároveň zvětšily vystouplé části fotoaparátů – jak je patrné například u vivo X200 Ultra. Metalens by mohla přinést elegantnější design telefonu při zachování velkých snímačů. Zájem o podobné koncepty projevují také Apple a další výrobci, kteří například experimentují s řešeními pod displejem nebo alternativami k Dynamic Island, takže konkurenční boj se už rozbíhá.

Relevance pro trh a výhled

Pro výrobce a dodavatele komponent by sériová výroba metalens zvyšující MTF a zmenšující tloušťku modulu mohla znamenat posun k čistším, plochým zádům smartphonů a lehčím XR headsetům. Klíčovým úkolem bude adaptovat infračevené prototypy na úroveň vysoce kvalitních kamer pro viditelné světlo ve velkém měřítku. Pokud se Samsungu a jeho partnerům podaří tento krok zvládnout, mohou nové generace telefonů a zařízení pro rozšířenou realitu kombinovat velké snímače s téměř plochými těly a lepší stabilizací obrazu.

Závěr

Tato inovace v oblasti metalens spojuje nanofotoniku, praktické inženýrství a aplikovanou optiku, aby řešila viditelný problém současných zařízení: výstupek fotoaparátu. Metalens díky zlepšení ostrosti, zorného pole i odolnosti otevírají cestu k tenčím a elegantnějším spotřební elektronice bez kompromisů v oblasti kvality snímání.