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光学元器件技术发展趋势
发布时间:2018-03-30    来源:统计整理   阅读次数:3025 分享到:

  光学元器件是指利用光学原理进行各种观察、测量、分析记录、信息处理、像质评价、能量传输与转换等活动的光学系统主要器件,是制造各种光学仪器、图像显示产品、光学存储设备核心部件的重要组成部分。按照精度和用途分类,可分为传统光学元器件和精密光学元器件。传统光学元器件主要应用于传统照相机、望远镜、显微镜等传统光学产品;精密光学元器件主要用于智能手机、投影机、数码类照相机、摄像机、复印机、光学仪器、医疗设备以及各种精密光学镜头等。

   随着科技的发展和制造工艺的提升,智能手机、数码相机等产品逐渐成为居民重要的消费产品,带动光学产品对光学元件的精密度要求愈加提高。

    从全球光学元件的应用领域来看,智能手机和数码相机是最主要的精密光学元件应用。在安防监控、车载摄像、智能家居方面的需求也对摄像头清晰度提出了更高要求,这样不仅增加了高清摄像头用光学镜片膜的需求量,同时也促使传统光学镀膜产品升级为毛利率更高的光学镀膜产品。

行业发展趋势

    ①、产品结构的变化趋势

    精密光学元器件行业的发展受下游整机产品需求的变化而变化。光学元器件主要应用于投影仪、数码相机以及精密光学仪器等光电产品,近几年,随着智能手机的快速普及,数码相机行业整体进入衰退期,市场份额逐渐被高清拍照手机取代,苹果引领的智能可穿戴设备浪潮对日本传统光电产品形成致命的威胁。

    整体看来,安防、车载、智能手机产品需求的高速成长带动了光学元器件产业的结构调整。随着光电产业下游产品结构的调整,出于产业链中游的光学元器件行业势必要改变产品研发方向,调整产品结构,向智能手机、安防系统、车载镜头等新型行业靠拢。

    ②、技术升级的变化趋势

    终端光电产品正向着更高像素、更轻薄、更价廉的方向发展,对光学元器件提出了更高的技术要求。为适应这样的产品变化趋势,光学元器件在材料、技术工艺等方面发生了变化。

    (1)光学非球面镜片面世

    球面透镜成像时存在像差,容易造成清晰度下降和变形等缺点,非球面镜片可以获得更好的成像质量,矫正多种像差,提高系统鉴别能力。能够以一个或几个非球面镜片零件替代多个球面镜片零件,简化仪器结构,降低成本。常用的有抛物面镜、双曲面镜和椭圆面镜等。

    (2)光学塑料的广泛运用

    先期光学元件原材料以光学玻璃为主,随着合成技术的发展,加工工艺的改善,光学塑料获得了迅速发展。传统的光学玻璃材料价格较贵,生产再加工工艺复杂,成品率不高。与光学玻璃相比,光学塑料具有良好的可塑成型工艺特性、重量轻、成本低廉等优点,已广泛应用于摄影、航空、军事、医疗、文教等民用领域的光学仪器和设备中。

    从光学透镜应用来看,各种镜头和镜片都已有塑料制品,都可以采用模压工艺直接成型,不需要传统的铣磨、精磨、抛光等工序,特别适用于非球面光学元件。采用光学塑料的另一特点是镜头可以直接和框架结构一次成型,简化了装配程序,保证了装配质量并且可以降低生产成本。

    近年来国外已研究用溶剂扩散入光学塑料,改变光学材料的折射率,从原材料阶段控制产品特性。近几年来,国内也开始重视光学塑料的应用开发,其应用范围已从光学透明件,扩展到了成像的光学系统,国内已有厂家在取景光学系统中部分甚至全部采用光学塑料代替光学玻璃。未来,如果能够克服光学塑料稳定性差、折射率随温度变化而改变、抗磨性不好等缺陷,光学塑料在光学元器件领域的应用将会更加广阔。

    (3)蓝玻璃IRCF的普及

    蓝玻璃IRCF主要用于800万像素以上的摄像头中,自2012年以来,无论是偏高端的苹果和三星手机,还是偏中端的OPPO、小米等国产手机,新出的机型都使用了蓝玻璃IRCF。未来蓝玻璃IRCF将成为800万以上像素智能手机中不可缺少的一部分。

    IRCF通过在玻璃表面镀上红外截止膜,能够将入射光中的红外线截止掉,从而获得更好的成像效果,是摄像头中不可缺少的一部分。但在高像素摄像头中,由于镜片层数较多,容易经过多次反射形成亮斑和鬼影。蓝玻璃IRCF则是利用其特殊的材质吸收红外光,避免了反射光的干扰,成像效果更佳,主要用于800万以上像素的摄像头中。

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