Samsung Electronics与POSTECH于23日表示，双方首次实现仅通过电压控制即可在2D与3D显示模式之间切换的元表面显示技术。相关研究由Samsung Research视觉技术团队与POSTECH纳米尺度光子学与集成制造研究室通过产学合作完成，论文已发表于国际学术期刊《Nature》。
这项技术的核心是一种由纳米级结构阵列构成的超薄透镜——元表面柱状透镜（metasurface lenticular lens，MLL）。该方案通过偏振调制改变透镜的光学特性，从而实现2D与3D模式切换。
光场显示因无需佩戴眼镜即可呈现立体影像，长期以来在AR、医疗影像、娱乐等领域受到关注。不过，传统方案通常存在镜片较厚、3D视角仅约15°、分辨率下降，以及需配合视线追踪装置等限制，制约了实际应用。此次研究则通过独立设计的偏振控制元透镜，改善了上述问题。
其原理是：当显示屏前方的偏振调制器开启时，元透镜切换为凹透镜，以抵消原有凸透镜的折射力，使整体折射作用接近于零，光线如同穿过平板玻璃般直线传播，从而实现高分辨率2D显示；当偏振调制器关闭时，元透镜切换为凸透镜，与原透镜共同提供更强的折射力，增强3D立体显示效果。
研究团队表示，所开发的MLL在保持1.2毫米厚度的同时，实现了100°视角，较传统方案通常约15°的视角扩大6倍以上。该方案采用高数值孔径设计，在缩小光学器件体积的同时实现大视角显示，也使多人同时观看3D画面成为可能。
研究团队还制作了面积达25平方厘米、尺寸为50毫米×50毫米的大面积元透镜，并将其应用于移动市场主流OLED显示面板，以验证其在实际面板中的集成可行性。Samsung Electronics表示，后续将评估该技术在智能手机、平板电脑等消费电子产品，以及商用显示系统中的应用可能性。
Daegeon Seok
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