Optikrevolution gör mobilkameran mindre – och smartare

2021-02-15 11:00  

Tunnare vr-headset, bättre 3d-kameror och en masspektrometer i varje mobiltelefon? Så kan det bli tack vare en liten tunn och billig glasskiva med nanostrukturer. Nu är Metalenz teknik snart redo för massproduktion.

Artikeln är uppdaterad.

Kameran har blivit så viktig för tillverkare av smarttelefoner att de är redo att göra nästan vad som helst. Och med vad som helst menar vi de fula moduler som skjuter allt högre upp ur bakstycket för varje år som går.

Men det behöver inte förbli så. Metalenz, en från universitet Harvard avknoppad startup, har utvecklat en teknik som kan göra morgondagens mobiler platta igen - och samtidigt förbättra bildkvaliteten. Och de möjliga tillämpningarna kan få långt större konsekvenser än så.

Hur ska det gå till?

Dagens smarttelefoner använder för varje objektiv ett antal linselement staplade på varandra. Varje element fyller en funktion, som till exempel att rätta till avbildningsfel. Det kan vara kromatiska avvikelser (kallas även färgblödning) eller andra typer av förvrängningar som uppstår när ljus bryts i krökt glas. I takt med att mobilkameror blivit allt mer avancerade har fler och fler linselement adderats och det är ett av skälen till kameramoduler blivit så stora på moderna enheter.

Läs mer: Test: Det bästa med Ipad Pro går nästan inte ens att använda

Men Metalenz hävdar att deras teknik, som de kallar metaoptik, gör alla dessa korrigerande element överflödiga. Företaget har utvecklat en tunn och plan glasskiva (typiskt sett 1 millimeter i diameter).

På skivan sitter miljontals nanostrukturer vars storlek är en tusendel av bredden på ett hårstrå från en människa. Nanostrukturerna, som ser ut som tätt placerade och finslipade Stonehenge-pelare vid extrema uppförstoringar, är ett slags vågledare (eller waveguides, som de vanligen kallas). De är placerade i ett intrikat mönster som gör att allt ljus - både det synbara och det på övriga våglängder - som passerar linsen kan krökas, fokuseras och korrigeras efter behov.

Vad blir möjligt med den här tekniken?

Det är faktiskt nästan svårt att överblicka. Lågt hängande frukt är förstås att en kameratillverkare kan använda en enda plan lins i stället för många, och därmed sänka sina tillverkningskostnader och minska storleken på sina enheter.

Metalenz teknik kan dessutom massproduceras i samma typ av halveldarfabriker som chipindustrin använder. Företaget uppger att de kan framställa mellan 1 och 5 miljoner glasskivor – om dagen.

Läs mer: Med morgondagens internet blir vår värld aldrig sig lik igen

Metalenz ska ha en produkt ute på marknaden senare i år, och den riktar sig mot marknaden för den typ av 3d-kameror som Apple har i några av sina mobila premiummodeller. Utöver att 3d-kameror då kan bli billigare och potentiellt användas i smarttelefoner i lägre prisklasser, så hävdar Metalenz att deras linser låter bildsensorn fånga mer ljus. Det ger tillverkaren valfrihet: de kan använda samma kvalitet som i dag med lägre påverkan på batteritiden, eller fånga en 3d-bild med högre upplösning än tidigare.

Om ett par år hoppas Metalinz att deras metaoptik ska sitta i alla typer av kameror på en mobiltelefon.

Är det allt?

Nej, det verkar bara vara början. Eftersom Metalenz teknik kan guida allt ljus på det elektromagnetiska spektrumet så kan det bli möjligt att bygga billigare och bättre medicinteknisk utrustning, bättre teleskop, tunnare vr- och ar-enheter och kanske även göra våra smarttelefoner till små och billiga spektrometrar. Metalenz-grundaren Rob Devlin säger i en intervju med Forbes att vi i framtiden skulle kunna ta reda på om en avokado har rätt nivå av mognad bara genom att rikta mobilkameran mot den. Ett helt ekosystem av appar som ger oss insikter och råd om de kemiska processer som pågår i vår vardag skulle kunna växa fram tack vare manipulation av ljus på nanoskala.

Vad händer härnäst?

Metalenz har precis gått ut med att företaget tagit emot 10 miljoner dollar i riskkapital från ett antal investeringsbolag, och att deras teknik ska sitta i en 3d-kamera i en eller flera modeller från en tillverkare av smarttelefoner senare i år. Oliver Schindelbeck, innovationschef på optiktillverkaren Zeiss, säger till tidskriften Wired att det inte har skett någon revolution inom optiken på åtminstone tio år. Men om Metalenz teknik är så bra som de hävdar tycks det onekligen vara en på gång.

Peter Ottsjö

Mer om: Optik Smartphone

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt