“无需眼镜自由切换2D·3D”……贴在手机上就行，超表面透镜问世[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 23 Apr.2026 00:00(KST)

Pohang工科大学与三星联合开发…发表于《Nature》，视角扩大6倍

只需在智能手机屏幕上贴上一层超薄镜头薄膜，就能在无需佩戴眼镜的情况下，自由切换二维（2D）与三维（3D）影像的下一代显示技术，已在韩国国内首次实现。该镜头可根据电信号改变光线方向，或原样呈现2D画面，或生成立体影像，同时解决了传统3D技术在视角狭窄和画质下降方面的双重局限。

科学技术信息通信部表示，由 Noh Joonseok Pohang工科大学教授研究团队与三星电子三星研究院合作，利用“超表面透镜”开发出通过一枚镜头即可在2D与3D之间自由切换的技术，这是全球首例。

超透镜可以实现超薄、超轻的镜头，有利于智能手机摄像头、AR·VR设备和可穿戴显示器的小型化。Pixabay供图。

这一研究成果于23日（韩国时间）发表在国际学术期刊《Nature》上。

3D显示在虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、医学影像等领域需求激增，但在实际应用中，文本和视频等2D内容消费仍占绝大多数。因此，在一台设备上自由切换两种模式的技术，被视为产业界的核心课题。

制成的超构透镜实物（左）及为实现透镜功能而排列的超表面纳米结构示意图（右）。研究团队供图。

现有裸眼3D技术的视角仅约15度，极为狭窄，只能让正前方的一人观看，而且由于采用3D专用光学设计，2D画面的画质会明显下降。

研究团队通过利用纳米结构精确调控光线的“超表面透镜”突破了这一限制。该镜头被设计为厚度仅1.2毫米的超薄结构，可随电压变化在凹透镜与凸透镜之间切换，从而自由切换2D和3D模式。

在无电压时，可无失真地呈现高分辨率2D画面；当施加电压后，则在100度超宽视角范围内实现立体影像。这一视角约为既有技术的6倍，足以让多名用户在不同位置同时观看3D影像。

尤其是，该超表面透镜只需以“贴附”的方式安装在智能手机或平板电脑屏幕上即可工作，与现有显示面板的兼容性极高。

研究团队认为，该技术不仅可应用于移动终端，还可拓展至医学影像、大型户外广告、智慧空间等多个产业领域。

偏光调制器状态不同会改变超透镜特性，从而在2D与3D图像之间切换的结构示意图。处于 On 状态时，装置作为凹透镜工作，生成清晰的2D图像；处于 Off 状态时，装置转换为凸透镜，实现视场角为100度的3D图像。图片由三星电子新闻室供图。图注：Pohang工大教授 Noh Joonseok

此次研究不仅完成了技术验证，还同时提出了走向商业化的可能性，意义重大。研究团队同期发布了超表面透镜的大规模量产工艺技术，从而同步拿下源头技术与量产技术。

Noh Joonseok Pohang工科大学教授表示：“超薄超表面透镜作为下一代显示平台，其实用性已得到验证，这一成果将有助于获取可在移动终端到工业用途等广泛领域应用的源头技术。”

科学技术信息通信部研究开发政策室长 Kim Seongsu 表示：“我们将通过持续加大对基础研究的投入，强化支持力度，帮助科研人员在世界舞台上取得成果。”

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。