وحدات بصرية فائقة الرقة: تحدي حدود السُمك وابتكار عمليات جديدة في الهواتف الذكية

في سوق الهواتف الذكية، يُعدّ خفة الوزن والنحافة محورًا للمنافسة. ويُعدُّ طلب المستهلكين على سهولة الحمل والجماليات من أهم نقاط البيع في الهواتف. وتواجه الوحدات البصرية، التي تشغل مساحة كبيرة داخل الهواتف وتُعدُّ مهمةً وظيفيًا، تحدياتٍ في ترقيقها الفائق، مما يُحفِّز الابتكار في تقنيات التصنيع.

في عام ٢٠٢٥، تخطط شركات تصنيع مثل آبل وسامسونج وشاومي لإطلاق طُرز جديدة بسُمك لا يتجاوز ٧ مم. على سبيل المثال، من المتوقع أن يُحقق هاتف iPhone 17 Air رقمًا قياسيًا جديدًا بسُمك ٦.٢ مم؛ بينما يبلغ سُمك هاتف Samsung S25 Slim، المزود بإمكانيات تصوير قوية، حوالي ٦.٥ مم. وتتطلب هذه الطُرز النحيفة متطلبات أعلى لوحدات البصريات فائقة الرقة.

تقليدي وحدات بصريةتتميز وحدات الكاميرا، وخاصةً وحدات الكاميرا، بحجم أكبر لتحقيق وظائف عالية الدقة ومتعددة البؤر. وقد طوّر معهد تكنولوجيا الكاميرات الدقيقة التابع لمعهد أوفيلم المركزي للأبحاث، بسمك 5.9 مم فقط، وهو ما يُمثّل مستوىً قياسيًا جديدًا في هذا المجال. ويمكن لهذه الوحدة تقليل سمك الهاتف دون تغيير تصميمه الداخلي.

تواجه عملية ترقيق الوحدات البصرية مشاكل. أولها التناقض بين الأداء البصري والسمك. لضمان بكسلات عالية وجودة صورة عالية وأداء تركيز تكبير جيد، يلزم وجود عدسات بصرية كافية وهيكل معقول، ولكن ترقيق الوحدة سيحد من وضع العناصر البصرية ونقل الضوء. على سبيل المثال، تتميز عدسات المقربة التقليدية بأطوال عدسات أطول لنسب تكبير عالية، مما يزيد من سمك الوحدة. ثانيًا، مشكلة تبديد الحرارة. مع تحسن بكسل الكاميرا وثراء الوظائف، تزداد الحرارة أثناء التشغيل بشكل كبير. ومع ذلك، فإن التصميم فائق النحافة يقلل من مساحة تبديد الحرارة، مما يتطلب تبديدًا فعالًا للحرارة في مساحة محدودة لتجنب انخفاض انحشار الصورة والتصوير. ثالثًا، اختبار الاستقرار والموثوقية. تتميز الوحدات الأرق بهيكل أكثر إحكاما، مما يجعل من الصعب توصيل المكونات وإصلاحها. من الضروري التأكد من أنها لا تتأثر بالاهتزازات والاصطدامات أثناء الاستخدام اليومي.

للتغلب على هذه التحديات، تتطور عمليات التصنيع باستمرار. ففي العدسات، تُستخدم زجاج بصري عالي الانكسار، وزجاج بصري منخفض التشتت، أو مواد بلاستيكية بصرية جديدة، إلى جانب عمليات طحن وتلميع دقيقة لتقليل حجم العدسات وسمكها وتحسين أداء النظام البصري. أما في عملية تجميع الوحدات، فتُجمع المكونات بدقة باستخدام تقنيات اللصق واللحام المتقدمة، مما يقلل الفجوات الداخلية؛ وتُستخدم مواد تغليف جديدة لا تحمي المكونات فحسب، بل تُساعد أيضًا في تبديد الحرارة وتعزيز الاستقرار. أما في التصميم البصري، فتُستخدم خوارزميات المحاكاة الحاسوبية والتحسين، مع اعتماد تصميم المسار البصري المطوي، ومسار انتقال الضوء، وتقليل سمك الوحدة؛ وتُطبق تقنية فيلم التوجيه البصري فائق الرقة على وحدة الإضاءة الخلفية للشاشة، مما يُحسّن من رقة الشاشة ويضمن تأثيرات العرض.

في المستقبل، سيزداد استخدام الوحدات البصرية فائقة النحافة في الهواتف الذكية شمولاً وعمقاً. ومن المتوقع أن ينخفض سُمك الوحدة بشكل أكبر، مما يحقق بكسلات أعلى، ووظائف تصوير أكثر، وأداءً بصرياً أفضل. وسيتيح الابتكار المستمر في التصنيع وخفض التكاليف للمستهلكين الاستمتاع بهواتف ذكية خفيفة الوزن وعالية الأداء.