Fotocamera a monolenti: l’evoluzione per gli smartphone di Metalenz

Una fotocamera a monolenti. In grado di raggirare i fastidiosi “scalini” sulla parte posteriore della scocca dello smartphone. Quello annunciato da Metalenz non è un brevetto, e neppure un concept. E’ pronto, funziona e c’è già chi ha firmato un contratto per usarlo su un dispositivo consumer. L’azienda in questione  ha progettato una lente piatta composta da minuscole nanostrutture, capaci di piegare la luce in modo indipendente, eliminando quindi la necessità di lenti impilate.

L’obiettivo è composto da un numero diverso di lenti, definiti elementi, che vengono raggruppate in un unico blocco. Ogni lente ha un compito specifico, che può essere la riduzione delle aberrazioni cromatiche, il controllo della vignettatura o semplicemente la gestione della luce che può variare a seconda della distanza di queste lenti, cambiando quindi la focale e permettendo ad una fotocamera di avere un punto di fuoco molto ravvicinato, nel caso di una lente macro, o un ingrandimento nel caso di una lente tele.

La rivoluzione di Metalenz entra in gioco in questo punto. Nanno creato una lente singola che può sostituire il gruppo fatto da tante lenti in plastica o vetro. In sostanza una fotocamera a monolenti potentissima.

Una lente Metalenz, se vista al microscopio, è una lente piatta sulla cui superficie sono presenti migliaia di nanostrutture capaci ciascuna di plasmare e direzionare la luce in un modo preciso. I fondatori dell’azienda, Robert Devlin e Federico Capasso, ci stanno lavorando da una decina di anni, e sono partiti da un progetto di ricerca di Harward: con un algoritmo sono in grado di comprimere una lente tradizionale in una Metalenz creando per ogni specifica esigenza un pattern specifico. Ogni nanostruttura è una sorta di anello con un diametro differente, e proprio il diametro dell’anello influisce sul modo in cui la luce viene gestita e modellata prima di arrivare al sensore.

I vantaggi di una fotocamera a monolenti Metalenz sarebbero enormi. Oltre al risparmio di spazio, è una lente sola, si eliminano anche tutti quei problemi ottici come le diffrazioni associate proprio alla necessità di far lavorare insieme più lenti. E soprattutto l’immagine arriva al sensore molto più nitida e con un livello di luminosità maggiore, cosa che permette di ridurre la sensibilità del sensore e quindi anche il consumo.

E c’è un altro vantaggio, e riguarda la produzione. Metalenz viene prodotta come un processore, quindi su un “wafer”: per la produzione si usa lo stesso flusso di lavoro necessario per creare i semiconduttori, e questo vuol dire che si possono produrre milioni di queste lenti in un solo giorno di lavoro.

L’azienda ha già detto di aver ricevuto ordini per la prima mass production, e la prima Metalenz arriverà entro la prima metà del 2022: non sarà però usata per la fotocamera principale di un telefono ma per un sensore 3D.