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完全にフラットなレンズを実現する技術が、スマートフォンのカメラに革新をもたらそうとしている

 これまでカメラのレンズといえば、表面がカーヴした構造が常識だった。ところがいま、完全にフラットな次世代レンズの開発が進められている。しかも複数のレンズを重ねる必要もないという。スマートフォンの薄型化に貢献する可能性が高いこの技術、いったいどんな仕組みなのか。

TEXT BY JULIAN CHOKKATTU

WIRED(US)

OLLY CURTIS/FUTURE PUBLISHING/GETTY IMAGES
OLLY CURTIS/FUTURE PUBLISHING/GETTY IMAGES

2007年に発売された初代iPhoneのカメラは、わずか2メガピクセルだった。しかもカメラは背面のみで、自撮り用の正面カメラすら備えていなかったのである。

それがいまでは、スマートフォンの前面と背面に複数のカメラを搭載することが一般的になった。サムスンの「Galaxy S21 Ultra」が備えるカメラに見られるように、一部の機種では最大108メガピクセルにもなるセンサーを搭載している。

スマートフォンのカメラに搭載されるセンサーのサイズや画素数は、この10年で飛躍的に向上した。ところが、コンピュテーショナルフォトグラフィーのソフトウェアが進化しているにもかかわらず、レンズのほうは基本的に変化していない。

こうしたなか、Metalenzというスタートアップがベールを脱いだ。同社は「光メタサーフェス」と呼ばれる技術を利用した単一のフラットなレンズシステムにより、スマートフォンのカメラに変革をもたらそうとしている。

この新しいレンズ技術を使ってつくられたカメラは、従来のレンズと同等の品質の画像を生成できる。大量の光を取り込むことで写真がさらに明るくなり、しかも携帯電話でこれまでにない撮影が可能になる。それでいてスペースが少なくて済むのだ。

カメラの奥行きが増している理由

その仕組みを説明しよう。まず、従来のスマートフォンのカメラに搭載されたレンズの仕組みを理解する必要がある。

3台の背面カメラがある最新の「iPhone 12 Pro」のように、スマートフォンの背面カメラユニットには複数のカメラを搭載していることがある。それぞれのカメラには複数のレンズが重ねられている。

iPhone 12 Proのメインカメラのセンサーは、7枚のレンズを使用している。iPhoneに見られるようなマルチレンズの設計は、シングルレンズの構成よりも優れている。なぜなら、光がレンズを通過するたびに画像がシャープになり、鮮明さを増すからだ。

「スマートフォンが備える光学系は、最近では通常4~7枚のレンズで構成されています」と、高品質なレンズで知られるカールツァイスのイノベイションマネージャーのオリバー・シンデルベックは説明する。「単一のレンズの場合は、物理学的に画像の歪みや偏りといった収差が発生してしまいます」

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