عدسات جديدة لتقليص حجم الكاميرات

تتيح صنع هواتف أكثر رقة ورفع أداء نظم الواقعين المعزز والافتراضي

عدسة «ميتالنس» يمكنها تركيز أكثر موجات الضوء المرئي على نفس النقطة بدرجة وضوح عالٍ

كشف باحثون من جامعة هارفارد يوم الاثنين الماضي عن عدسة صغيرة metalens جديدة تستطيع تقليص حجم أي جهاز يستخدم كاميرا وتحسين أدائه في نفس الوقت.
- عدسات «نانوية»
وفي حين تصنع العدسات الأصلية من الزجاج، فإن «عدسات الميتا» تستخدم سطحاً مستوياً يتضمن بنيات نانوية لتركيز الضوء. ولكن المشكلة الوحيدة التي كانت تعاني منها عدسات الميتا هي عدم قدرتها على تركيز ألوان الضوء. إلا أن هذه المشكلة لم تعد قائمة بعد أن نجح فريق من كلية هارفارد بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية في تطوير «ميتالانس» يمكنها أن تركز على كامل ألوان الضوء المرئي، ومن بينها الضوء الأبيض، في نقطة أساسية وبدقة أعلى.
ومن إحدى الميّزات التي يوفّرها اعتماد ميتالانس مقارنة بالعدسات التقليدية هي أن تصحيح الانحرافات لا يتطلب عناصر متعددة. ويقود تعدد هذه العناصر إلى زيادة سماكة العدسة، ويعني بالتالي تصنيع هواتف أسمك.
وشرح فيديريكو كاباسو، بروفسور الفيزياء التطبيقية في هارفارد ومعدّ ورقة البحث التي تتحدث عن العدسات الجديدة والتي نشرت في دورية «نتشر نانو تكنولوجي»: «إن عدستنا هي عدسة مسطحة، أي أنها أرقّ من العدسات التقليدية». وأضاف «إن استخدام هذه العدسات في صناعة الهواتف المحمولة يعني أن هذه الهواتف ستكون أقلّ سماكة بكثير».
- هواتف أرقّ
حتى اليوم، يواجه مطورو الهواتف الذكية تحدّيا يتمثّل بمكونين اثنين في تصنيع أجهزة قليلة السماكة هما البطارية والكاميرا. وأكمل كاباسو قائلاً: «العدسة هي المسؤولة عن الانتفاخ في خلفية الهاتف التي تكرهها الشركات المصنعة للأجهزة. حالياً، يحمل الهاتف الخليوي ستا أو سبع عدسات. وحتى إن تمكّنا تخفيضها إلى ثلاث، لن يكون لهذه الخطوة تأثير يذكر».
تعالج العدسة الجديدة مشكلة الانحراف اللوني، وهي مشكلة مزعجة تواجه مطوري أدوات تقنيتي الواقعين المعزز والافتراضي. وشرح سام روزن، نائب رئيس شركة «إي.بي.آي. ريسرتش» أن الانحراف اللوني، أو عدم تطابق نقطة اللون المحورية الذي ينتج عن سرعة انتشار مختلف ترددات الضوء، هي واحدة من عدّة آثار بصرية تسبب نقصاً في الدقة البصرية والواقعية في الواقعين المعزز والافتراضي.
لتصحيح هذه الآثار، ستستخدم أدوات الواقعين المعزز والافتراضي المتطورة غالباً تقنيات حوسبية متقدمة لتعديل النقاط المحورية على قاعدة «كلّ لون على حدة». وقال روزن لمجلة «تيك نيوز وورلد» إن العملية حسابية كثيفة ويجب تعديلها في كلّ مرّة لتلائم كلّ نموذج جهاز جديد. وأضاف: «يساهم استخدام عدسة متقدمة قادرة على حلِّ هذه المشكلة في صناعة أجهزة أفضل من خلال حلّ المشكلة القائمة في الأدوات، مما يبسّط هذه الأنظمة ويجعلها أكثر قابلية لبرمجة».
وقال الباحثون إنّ دمج خيطين نانويين في عنصر واحد، يتيح التحكم بسرعة الضوء في المادة ذات الهيكلية النانومترية لضمان أن جميع الموجات المختلفة الطول في المرئي متركزة في البقعة نفسها، عبر استخدام عدسة ميتالانس واحدة. إلا أنهم اعترفوا أن استخدام الكاميرات التي تحتوي على هذه العدسات لا يزال بعيداً بعض الشيء.