Samsung revolutioniert Kameratechnik: Dünnere Module durch innovative Metallinse

Samsung erzielt Durchbruch mit Metallinsen: Schlankere Module bei gleichbleibender Bildqualität

Samsung hat gemeinsam mit der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) einen bemerkenswerten Fortschritt im Bereich der Metallinsen erzielt. Dieses neue Verfahren, das im Fachjournal Nature Communications vorgestellt wurde, setzt anstelle klassischer gekrümmter Glaslinsen auf gezielt angeordnete Nanostrukturen. Diese Strukturen sind feiner als ein menschliches Haar und erlauben eine präzise Lichtsteuerung. Der technische Wandel ermöglicht deutlich dünnere Kameramodule, erhöht die Widerstandsfähigkeit und vereinfacht die Herstellung zukünftiger Smartphones und XR-Headsets deutlich.

Funktionsweise der neuen Technologie

Unter der Leitung von Dr. Jeong-Geun Yun von Samsung Research und Professor Junsuk Rho von POSTECH entwickelte das Team eine sogenannte Zweidrittel-Wellenlängen-Phasenverzögerung. Diese Methode macht es möglich, auf hohe, leicht zerbrechliche Nanostrukturen zu verzichten, wodurch die Produktion vereinfacht wird und die Module robuster werden. Im Prototyp konnte die Dicke des Kameramoduls von ca. 2,0 mm auf etwa 1,6 mm, also um rund 20%, reduziert werden – ohne Einbußen in der optischen Leistung.

Produkteigenschaften und Leistungsdaten

Hauptmerkmale

• Nanostrukturierte Metallinsen auf Basis von Säulen-Arrays
• Zweidrittel-Wellenlängen-Phasenverzögerung für kompakte Bauformen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit
• Infrarote Implementierung für Eye-Tracking in XR-Headsets
• Verbesserung der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) von 50% auf 72%
• 120° Sichtfeld für präzises Pupillen-Tracking und Iris-Erkennung

Einsatzmöglichkeiten: XR Eye-Tracking und Smartphone-Kameras

Die Experten demonstrierten die Metallinse zunächst an einer Infrarot-Augen-Kamera für XR-Brillen. Sie erzielten dabei eine zuverlässige Iris-Erkennung und ein exaktes Pupillen-Tracking über ein breites Sichtfeld von 120°. Samsung plant bereits, diese Technik auch für sichtbares Licht in herkömmlichen Kamerasystemen anzupassen. Damit könnten Smartphones künftig noch flachere Rückseiten und weniger kippelnde Kameramodule bieten.

Vorteile und Vergleich

Im Gegensatz zu traditionellen Glaslinsen und hohen Metasurface-Strukturen bietet die neue Metallinsen-Technik entscheidende Vorteile: Das Kameramodul wird kleiner, mechanisch robuster und lässt sich möglicherweise kostengünstiger fertigen. Zwar ermöglichen größere Bildsensoren bessere Bilder bei wenig Licht, erhöhen aber leider auch die Bauhöhe der Kameras, wie etwa beim vivo X200 Ultra. Metallinsen könnten hier einen Kompromiss ermöglichen – schlankes Design trotz großer Sensoren. Auch Apple und weitere Hersteller forschen nachgleichen Ansätzen, darunter Kameralösungen unter dem Display oder Alternativen zu Dynamic Island. Der Wettbewerb um die führende Technik ist bereits intensiv.

Marktbedeutung und Perspektiven

Für Gerätehersteller und Zulieferer bietet eine effizient produzierbare Metallinse, die MTF verbessert und gleichzeitig die Modulhöhe reduziert, große Chancen: Smartphones könnten glattere Rückseiten und XR-Headsets ein geringeres Gewicht erhalten. Entscheidend wird sein, die Technik vom Infrarot-Prototypen auf sichtbares Licht und industrielle Maßstäbe zu übertragen. Gelingt das Samsung und seinen Partnern, könnten künftige Smartphones und AR-Geräte größere Sensoren mit fast planen Gehäusen und besserer Bildstabilisierung kombinieren.

Fazit

Die neue Metallinsentechnologie vereint Erkenntnisse der Nanophotonik, angewandte Optik und Ingenieurskunst, um das für viele störende Kamerabuckel-Problem elegant zu lösen. Verbesserungen bei Schärfe, Sichtfeld und Robustheit machen Metallinsen zu einer aussichtsreichen Lösung für schlankere Endgeräte, ohne Kompromisse bei der Bildqualität einzugehen.