韓国の研究チームが1つのディスプレーで2次元（D）画面と3次元（D）画面を自在に切り替えられる超薄型メタレンズ技術を開発した。従来の3Dディスプレーの最大の弱点とされた狭い視野角を大幅に広げつつ、2D画面の画質低下の問題まで抑え、活用可能性が高いとの評価が出ている。
ノ・ジュンソクPOSTECH（浦項工科大学）教授の研究チームは、サムスン電子のサムスンリサーチ・ビジュアルテクノロジーチームと共同で、次世代光学素子であるメタレンズを活用し、1枚のレンズで2Dと3Dを切り替える技術を開発したと明らかにした。研究結果は国際学術誌「ネイチャー」に23日掲載された。
メタレンズは非常に薄く平坦な次世代レンズである。一般的なレンズのように厚いガラスを削って作る代わりに、髪の毛の太さよりはるかに小さい㎚（ナノメートル、10億分の1m）単位の構造を緻密に配列して光の方向と性質を精密に制御する。いわゆる「透明マント」の素材としても知られている。
研究チームはこの超薄型構造を用い、従来よりはるかに薄く、より賢く動作するディスプレー用レンズを実装した。
今回の技術の核心は、1枚のメタレンズが電圧の有無に応じて異なる役割を果たす点である。電圧がないときは凹レンズのように作動して一般的な2D画面を歪みなく表示し、電圧が加わると凸レンズのように作動して光の進行方向を変え、立体映像を生成する。
研究チームによると、今回の技術は視野角を100度まで広げ、従来比で6倍以上広い超広視野角を実現した。従来の裸眼3Dディスプレーは3D効果が適切に見える視野角が15度前後にとどまり、事実上一人しか画面を楽しめなかった。また、3D機能に合わせて設計されたため、通常の2D画面を見ると画質が落ちる問題があった。
また、従来の3D用レンズが㎜単位の厚みを持つのとは異なり、研究チームが実装した装置は約1.2㎜の超薄型構造である。したがって、スマートフォンやタブレットなどの既存機器の構造内に組み込むのが容易だ。実際に研究チームはサムスン電子が提供した携帯電話パネルにメタレンズを挿入し、動作を検証した。
ノ教授は「商用化のためには、実際の量産工程での再現性、需要の問題、より高い解像度、透過率の改善などの課題を解決する必要がある」と述べ、「現在メタレンズは光を100%透過できず、画面がややぼやけて見える可能性があるが、この部分が改善されれば明るさと鮮明度がさらに高まる」と付け加えた。
一方、ノ教授は先にメタレンズの量産プロセス技術を扱った研究をネイチャーに発表した。今回、メタレンズを実際のディスプレーに適用した結果まで相次いで示し、基盤技術と量産可能性を併せて示した。
ノ教授は「過去にはメタレンズ1枚の製造に約500万ウォンがかかったが、最近は大面積生産技術が進展し、単価を5000ウォン未満の水準まで下げることが可能になった」とし、「スマートフォンから産業用広告板まで幅広い応用可能性を備えたディスプレー基盤技術の確保に寄与する」と説明した。
参考資料
Nature(2026), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10318-9