曲がるスマホに必要な超薄膜カメラレンズ、東北大
2017/01/31
ども～月光っす。
先日10年位前に使っていた折り畳み式の携帯電話を見て思いました。
『厚！よくこんな厚い携帯ポケットに入れてたなあ』と。
いまやスマホが主流、薄膜化も進みましたがこの先10年後の自分が見ていまのスマホに『厚！ごっついの～』と思うのかもしれない記事を見つけました。
記事によるとスマホ薄膜化の足枷になっている一因はカメラレンズなのだそうです。
集光構造上の問題で光の焦点を光検出部に設定するにはある程度の厚さのレンズが必要です。
このレンズ厚が1/1000に出来るかも！という内容です。
ディスプレイは有機ＥＬ素子を使うと曲げられます。レンズも曲がると一気にスマホ薄膜化が進みますね。カードみたいに財布に入れられる時代が来るのかもしれませんね。
光学レンズ厚さ１０００分の１、東北大「曲がるスマホ」に道。2017/01/31 日経産業新聞
東北大学の金森義明准教授らは、光学レンズの厚さを約１０００分の１に薄くできる新技術を開発した。透明材料の表面に超微細な金属の薄膜を配置し、目的の波長の光を通すことに成功した。この技術を応用すれば厚さ数ミリメートルの凸面レンズが同数マイクロ（マイクロは１００万分の１）メートルの平板状になる。カメラ機能を内蔵した折り曲げられるスマートフォン（スマホ）の実現につながる成果だ。
新技術は、透明なガラスやプラスチックの表面に長さ１９０～２７０ナノ（ナノは１０億分の１）メートル、幅９０ナノメートル、厚さ４０ナノメートルの板状をした金の薄膜を２枚、９０ナノメートル離して平行に配置する。２枚の板の長さの差を変えることで、両者の間から出てくる光の波長を微調整できる。
石英ガラス基板の上に量子ドットと呼ぶ直径５～１０ナノメートルの硫化鉛微粒子を分散した厚さ８００ナノメートルの透明なアクリル樹脂を成膜した。ここに緑色のレーザー光を当てると量子ドットの効果で波長１３５０～１３７６ナノメートルの光が発生する。
成膜前に基板上に板状の金薄膜を２枚成膜すると発光する波長が狭くなる。実験では２枚の細長い金薄膜の長さの差を１０ナノメートル間隔で広げたところ、樹脂から発生する光の波長が約３ナノメートルずつ短くなった。
今回の実験結果を応用し、円を描いた外側から中央に向かって金薄膜の長さの差が大きい順に並べるとレンズを作れるとみている。差が小さいほど光が飛び出すまでの時間が遅延し、結果的にプラスチックを通った光が前方で中央に集中するという。
金森准教授によればスマホを今より薄くすることが難しい理由の１つは、カメラレンズが数ミリメートルと厚いからという。新技術を使えばレンズを極薄にでき、柔軟なディスプレーと組み合わせれば、カメラを内蔵しても折り曲げられるスマホが技術的に可能になる。
関連サイト『ナノメカニクス講座 オプトメカニクス分野金森 研究室（東北大HP）』
