光學(xué)元器件是指利用光學(xué)原理進(jìn)行各種觀察、測(cè)量、分析記錄、信息處理、像質(zhì)評(píng)價(jià)、能量傳輸與轉(zhuǎn)換等活動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)主要器件,是制造各種光學(xué)儀器、圖像顯示產(chǎn)品、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備核心部件的重要組成部分。按照精度和用途分類(lèi),可分為傳統(tǒng)光學(xué)元器件和精密光學(xué)元器件。傳統(tǒng)光學(xué)元器件主要應(yīng)用于傳統(tǒng)照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等傳統(tǒng)光學(xué)產(chǎn)品;精密光學(xué)元器件主要用于智能手機(jī)、投影機(jī)、數(shù)碼類(lèi)照相機(jī)、攝像機(jī)、復(fù)印機(jī)、光學(xué)儀器、醫(yī)療設(shè)備以及各種精密光學(xué)鏡頭等。
隨著科技的發(fā)展和制造工藝的提升,智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品逐漸成為居民重要的消費(fèi)產(chǎn)品,帶動(dòng)光學(xué)產(chǎn)品對(duì)光學(xué)元件的精密度要求愈加提高。
從全球光學(xué)元件的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)是最主要的精密光學(xué)元件應(yīng)用。在安防監(jiān)控、車(chē)載攝像、智能家居方面的需求也對(duì)攝像頭清晰度提出了更高要求,這樣不僅增加了高清攝像頭用光學(xué)鏡片膜的需求量,同時(shí)也促使傳統(tǒng)光學(xué)鍍膜產(chǎn)品升級(jí)為毛利率更高的光學(xué)鍍膜產(chǎn)品。
行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
①、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)
精密光學(xué)元器件行業(yè)的發(fā)展受下游整機(jī)產(chǎn)品需求的變化而變化。光學(xué)元器件主要應(yīng)用于投影儀、數(shù)碼相機(jī)以及精密光學(xué)儀器等光電產(chǎn)品,近幾年,隨著智能手機(jī)的快速普及,數(shù)碼相機(jī)行業(yè)整體進(jìn)入衰退期,市場(chǎng)份額逐漸被高清拍照手機(jī)取代,蘋(píng)果引領(lǐng)的智能可穿戴設(shè)備浪潮對(duì)日本傳統(tǒng)光電產(chǎn)品形成致命的威脅。
整體看來(lái),安防、車(chē)載、智能手機(jī)產(chǎn)品需求的高速成長(zhǎng)帶動(dòng)了光學(xué)元器件產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。隨著光電產(chǎn)業(yè)下游產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,出于產(chǎn)業(yè)鏈中游的光學(xué)元器件行業(yè)勢(shì)必要改變產(chǎn)品研發(fā)方向,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),向智能手機(jī)、安防系統(tǒng)、車(chē)載鏡頭等新型行業(yè)靠攏。
②、技術(shù)升級(jí)的變化趨勢(shì)
終端光電產(chǎn)品正向著更高像素、更輕薄、更價(jià)廉的方向發(fā)展,對(duì)光學(xué)元器件提出了更高的技術(shù)要求。為適應(yīng)這樣的產(chǎn)品變化趨勢(shì),光學(xué)元器件在材料、技術(shù)工藝等方面發(fā)生了變化。
(1)光學(xué)非球面鏡片面世
球面透鏡成像時(shí)存在像差,容易造成清晰度下降和變形等缺點(diǎn),非球面鏡片可以獲得更好的成像質(zhì)量,矯正多種像差,提高系統(tǒng)鑒別能力。能夠以一個(gè)或幾個(gè)非球面鏡片零件替代多個(gè)球面鏡片零件,簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu),降低成本。常用的有拋物面鏡、雙曲面鏡和橢圓面鏡等。
(2)光學(xué)塑料的廣泛運(yùn)用
先期光學(xué)元件原材料以光學(xué)玻璃為主,隨著合成技術(shù)的發(fā)展,加工工藝的改善,光學(xué)塑料獲得了迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃材料價(jià)格較貴,生產(chǎn)再加工工藝復(fù)雜,成品率不高。與光學(xué)玻璃相比,光學(xué)塑料具有良好的可塑成型工藝特性、重量輕、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于攝影、航空、軍事、醫(yī)療、文教等民用領(lǐng)域的光學(xué)儀器和設(shè)備中。
從光學(xué)透鏡應(yīng)用來(lái)看,各種鏡頭和鏡片都已有塑料制品,都可以采用模壓工藝直接成型,不需要傳統(tǒng)的銑磨、精磨、拋光等工序,特別適用于非球面光學(xué)元件。采用光學(xué)塑料的另一特點(diǎn)是鏡頭可以直接和框架結(jié)構(gòu)一次成型,簡(jiǎn)化了裝配程序,保證了裝配質(zhì)量并且可以降低生產(chǎn)成本。
近年來(lái)國(guó)外已研究用溶劑擴(kuò)散入光學(xué)塑料,改變光學(xué)材料的折射率,從原材料階段控制產(chǎn)品特性。近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)也開(kāi)始重視光學(xué)塑料的應(yīng)用開(kāi)發(fā),其應(yīng)用范圍已從光學(xué)透明件,擴(kuò)展到了成像的光學(xué)系統(tǒng),國(guó)內(nèi)已有廠家在取景光學(xué)系統(tǒng)中部分甚至全部采用光學(xué)塑料代替光學(xué)玻璃。未來(lái),如果能夠克服光學(xué)塑料穩(wěn)定性差、折射率隨溫度變化而改變、抗磨性不好等缺陷,光學(xué)塑料在光學(xué)元器件領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣闊。
(3)藍(lán)玻璃IRCF的普及
藍(lán)玻璃IRCF主要用于800萬(wàn)像素以上的攝像頭中,自2012年以來(lái),無(wú)論是偏高端的蘋(píng)果和三星手機(jī),還是偏中端的OPPO、小米等國(guó)產(chǎn)手機(jī),新出的機(jī)型都使用了藍(lán)玻璃IRCF。未來(lái)藍(lán)玻璃IRCF將成為800萬(wàn)以上像素智能手機(jī)中不可缺少的一部分。
IRCF通過(guò)在玻璃表面鍍上紅外截止膜,能夠?qū)⑷肷涔庵械募t外線截止掉,從而獲得更好的成像效果,是攝像頭中不可缺少的一部分。但在高像素?cái)z像頭中,由于鏡片層數(shù)較多,容易經(jīng)過(guò)多次反射形成亮斑和鬼影。藍(lán)玻璃IRCF則是利用其特殊的材質(zhì)吸收紅外光,避免了反射光的干擾,成像效果更佳,主要用于800萬(wàn)以上像素的攝像頭中。