Obrazovka, která se na vás dívá zpět. Švýcarští vědci popsali pixel, co funguje zároveň jako kamera

Tým z ETH Zurich představil optický prvek, který umí světlo nejen vysílat, ale i analyzovat, a otevírá cestu k obrazovkám, jež by jednou mohly nahradit i kameru.

Zdroj fotografie: pxHere

Zní to jako sci-fi: displej, který nepotřebuje žádný kamerový modul, protože každý jeho pixel dokáže snímat okolí sám. Přesně tuto myšlenku přiblížila studie publikovaná 24. června 2026 v časopise Nature. Výzkumníci z curyšské polytechniky ETH Zurich v ní popsali takzvaný Fourierův pixel, miniaturizovaný difrakční prvek, který v jednom režimu tvaruje vyzařované světlo do obrazů, fokusů či trojrozměrných struktur a v opačném režimu z dopadajícího světla vyčítá jeho intenzitu, fázi i polarizaci. Obrazovka, která se „dívá zpět“, je zatím metafora pro budoucí zařízení kombinující displej a kameru, jak je sami autoři popisují. Hotový panel do telefonu to ještě není. Ale fyzikální princip, na kterém by jednou mohl stát, právě dostal experimentální potvrzení.

Co přesně Fourierův pixel umí

Běžný pixel, ať už OLED, nebo LCD, dělá jednu věc: svítí určitou intenzitou a barvou. Fourierův pixel pracuje jinak. Jde o nanostrukturu založenou na Fourierově optice, která převádí povrchové elektromagnetické vlny (povrchové plazmony) na přesně definovaný optický výstup. Hlavní demonstrace probíhala na stříbrných plazmonických strukturách o velikosti 30 × 30 a 10 × 10 mikrometrů; autoři ukázali také dielektrickou variantu založenou na nitridu křemíku.

V „displejovém“ režimu pixel generuje světlo s řízenou amplitudou, fází a polarizací, tedy s mnohem bohatší informací, než jakou nabídne klasický zobrazovací bod. V „kamerovém“ režimu totéž funguje opačně: z dopadajícího světla pixel prostřednictvím interference a difrakce vyčte takzvané Stokesovy parametry, tedy kompletní polarizační stav včetně lineární i cirkulární složky. Prostorové rozlišení rekonstruovaných map dosáhlo 25 mikrometrů.

Důležité je slovo „zároveň“ v kontextu jednoho prvku, nikoli jednoho okamžiku. Pixel obě funkce zvládá díky stejné fyzikální architektuře, ale v laboratoři se výstup zatím vyhodnocuje pomocí mikroskopu a externí digitální kamery. Nejde tedy o to, že by pixel současně svítil a fotil, ale o to, že tatáž struktura dokáže obojí.

Proč to není totéž co kamera pod displejem

Samsung, ZTE i další výrobci už roky nabízejí telefony s kamerou ukrytou pod panelem. Jenže princip je zásadně odlišný. U takzvané kamery pod displejem sedí pod OLED panelem klasický kamerový modul – čočka a senzor, tedy vše jako u běžného fotoaparátu. Aby k němu proniklo dost světla, musí výrobce v dané oblasti snížit hustotu pixelů a vytvořit transmisivní zónu. Samsung Display to řeší úpravou struktury katody a pixelového uspořádání nad modulem. Výsledek? Kamera je schovaná, ale pořád jde o kameru a displej vedle sebe, pouze chytře vrstvené.

Fourierův pixel míří jinam. Nechce kameru schovat pod displej, chce ji zrušit jako samostatný komponent. Jeden optický prvek nese obě role. To je kvalitativně jiný skok: místo dvou vrstev (panel + modul) by teoreticky stačila jedna. Každý bod obrazovky by mohl současně snímat i zobrazovat, což by odstranilo kompromisy typu sníženého rozlišení nad kamerou nebo viditelného kruhového artefaktu.

Kde jsou limity a co chybí do praxe

Než si představíte telefon, jehož celý displej je zároveň kamerou, je potřeba zmínit, co současný prototyp neumí:

• Statický návrh. Každý pixel je navržený pro konkrétní vlnovou délku. Dynamické přelaďování, nutné pro barevný obraz, by vyžadovalo integraci laditelných nebo nelineárních materiálů, jak sami autoři naznačují.
• Malá matice. V práci je ukázána mřížka pouhých 2 × 3 pixelů. Pro jakýkoli smysluplný obraz by bylo potřeba pole o řádově milionech prvků.
• Laboratorní sestava. Měření probíhá s laserem, maskami, polarizátory a mikroskopem. Nic z toho se nevejde do rámečku telefonu.
• Žádný komerční partner ani roadmapa. Studie je stará necelé dva týdny; autoři podali patentovou přihlášku a Fourierův pixel je mezi pěti finalisty ETH Spark Award 2026, což signalizuje komercializační ambici, nikoli blízký produkt.

Krátkodobým cílem výzkumného týmu vedeného profesorem Davidem J. Norrisem je rozšířit metodu na větší matici Fourierových pixelů. Do zařízení prodávaných v Česku nebo kdekoli jinde se technologie v dohledné době nedostane. Realisticky jde o víceletý výzkumný horizont.

A co soukromí?

Otázka, která každého napadne okamžitě: může mě taková obrazovka špehovat? Autoři studie téma soukromí nekomentují, jejich práce je čistě fyzikální. Z laboratorního pixelu ani z malé matice nelze pořídit selfie, natož rozpoznat obličej. K tomu by bylo zapotřebí husté integrované pole napojené na zpracování signálu, což je dnes mimo dosah.

Pokud by se ale technologie za roky dostala do spotřebních panelů, otevřela by se stejná debata jako u každé integrované kamery, jen s tím rozdílem, že kamera by neměla viditelný otvor, který lze přelepit. Obrana by musela stát na hardwarovém přepínači, systémové indikaci aktivity a jasných oprávněních na úrovni aplikací. Zatím je to však spíš myšlenkový experiment než akutní hrozba.

Proč je to přesto důležité

Fourierův pixel nedokazuje, že zítra budeme mít displeje se zabudovanou kamerou. Dokazuje něco subtilnějšího: že jediná nanostruktura dokáže pracovat s plným informačním obsahem světla oběma směry. To má potenciál daleko za hranicemi telefonů – v adaptivní optice, holografii, optické komunikaci i kvantových technologiích.

Cesta od třicetimikrometrového stříbrného čtverečku k obrazovce v kapse bude dlouhá. Ale směr, kterým se ten čtvereček dívá, je poprvé obousměrný.