ノ・ジュンソク ポステック機械工学科・化学工学科・電子電気工学科・融合大学院教授の研究チームが、180度に近い超広角視野を実現しつつ既存のカメラシステムと結合できる単一層メタレンズを開発したと5日に明らかにした。
スマートフォン、ドローン、自動運転車などでより小型軽量のカメラを実現しようとする競争が激しい。とりわけ一度により広い場面を収められる「超広角レンズ」は商用イメージングシステムの中核技術とされる。しかし従来のレンズは複数のガラスやプラスチックレンズを幾重にも積む必要があり、かさばって重く、色にじみやピントの甘さといった問題もあった。
こうした限界を克服するため、科学者は数十万個の微細なナノ構造で光を精密に制御する「メタレンズ」に注目してきた。複数枚を積む代わりに、単一のメタレンズ内に光の流れを精緻に制御できる「二次位相プロファイル（quadratic phase profile）」を設計したということだ。この設計により単一層メタレンズで、視野角約176度に達する半球状レベルの超広角イメージングを実現できた。
研究チームは先端ナノプロセスを通じてこのメタレンズを実際に製作した。実験の結果、可視光領域の赤（635nm）、緑（532nm）、青（450nm）の光でも、メタレンズは最大88度の入射角においても焦点を正確に結ぶ優れた性能を示した。一般的なカメラのように多様な色の光を受けながらも、歪みなく鮮明な映像を実現したということだ。
今回の研究のもう一つの成果は、このメタレンズが既存カメラに用いられるカラーフィルターと互換である点だ。これは商用化のハードルを大きく下げる結果であり、スマートフォンやドローンなど既存製品に容易に適用できることを意味する。
ノ・ジュンソク教授は「今回の研究は複雑な光学系を単純化しつつも高性能を維持する新たな方向性を示した」と述べ、「今後はウェアラブルカメラ、自動運転車の光学センサー、そして超小型医療内視鏡など多様な分野へ応用できるだろう」と語った。
研究結果は光学およびフォトニクス分野の権威ある学術誌「Laser & Photonics Reviews」に9月に掲載された。
参考資料
Laser & Photonics Reviews（2025）、DOI: https://doi.org/10.1002/lpor.202500098