大鼎光学薄膜(中山)有限公司成立于2019年,位于中山市火炬开发区。公司专注于光学镀膜技术的研究和开发,主要以激光医疗、智能数码、投影显示、红外成像等仪器设备中应用的光学薄膜元件为核心产品,形成了针对玻璃、晶体、半导体、陶瓷、塑料等不同材质的光学镀膜解决方案。公司拥有专业的技术人才,精干的管理团队,科学的管理体系,优良的无尘生产车间,先进的光学镀膜设备、切割设备、清洗设备以及精密的检测仪器。
本案例分享大鼎光学用博顿离子源加工棱镜工艺——光学镜头之国产高端高能离子源应用之潜望式棱镜镀膜工艺。
应用方向:离子清洗,辅助沉积
应用领域:光学镜头-潜望式摄像头
薄膜工艺:AR增透膜
产品类别:棱镜
客户痛点:
根据市场调研数据,手机拍摄功能,已成为中国消费者最关注的手机要素。消费者对手机拍摄的关注,短视频相关应用的流行,吸引手机厂商扩大在手机镜头领域的投入。光学变焦成为手机拍照追赶专业相机的新突破口,潜望式长焦镜头成为高端机的标配。
大鼎光学作为国内外著名手机品牌的棱镜供应商,受益于下游手机市场对光学变焦技术的强烈需求,产量大大增量,同时,技术上也面临着极大的挑战。除了下游手机市场,大鼎光学生产的光学薄膜元件广泛应用于激光医疗、智能数码、投影显示、红外成像等领域,与国内其他光学元器件提供商面临着同样的境况:
随着经济的发展,市场竞争日益激烈,产品质量成为关键制胜点,因此,镀膜技术亟待升级。同时生产效率日益要求提高,降低成本、提高品质成为重要方向。不少厂商使用国产镀膜设备配备依赖进口的国外高性能离子源,长期要忍受超不合理的价格和超长货期,而国产传统灯丝型霍尔离子源性能有限,加工工艺无法满足市场日益提高的工艺要求。
博顿的HIT中空阴极高能离子源为此而生,实现了此类离子源的国产突破。国产镀膜设备配备博顿HIT中空阴极高能离子源,性能已达国际先进水平,有效保证工艺效果,提高生产效率,同时大大降低成本。
博顿光电·解决方案
国产镀膜设备升级/加装离子源:HIT系列 中空阴极高能霍尔离子源(标准版)
型号:IBD-HIT300-1P1N
升级结果:
消偏振分光棱镜是通过在直角棱镜的斜面进行镀制多层干涉膜,然后胶合成一个立方体结构,使入射光的P偏振分量和S偏振分量具有相似的分光特性。
客户在国产镀膜设备加装博顿离子源进行加工,提升了镀膜效果,提高折射率,增加棱镜结合面的致密度,增加膜强度。
大鼎光学用博顿离子源做的产品工艺测试▼
K9 胶合棱镜▼
消偏振分光棱镜▼
P 光与S 光的的分光特性分离度≤5%,分光范围宽、偏振不敏感,色散低、颜色中性度好,膜层牢固,光洁度好,吸收小等优点。
测试要求:
- 高温实验85℃ 500小时;
- 低温实验-45℃ 500小时;
- 冷热冲击-45℃,85℃各保持30分钟各30个循环;
- 高温高湿+60℃ 90RH 500小时。
博顿光电HIT中空阴极高能霍尔离子源系列是一种全自主研发的新型高端离子源,使用具有专利技术的中空阴极结构与耗材,突破了传统灯丝霍尔离子源只能工作10小时的限制,连续工作时间大大提升到100小时以上,发热小、适应多种气体环境、无污染,可极大提升膜层的稳定性、附着力、致密度。
应用领域:
激光、红外、光通讯、镜头、眼镜、面板、手机、光学仪器、传感器、MEMS、半导体、军工、航天、生化、医疗
典型应用:潜望式摄像头
2019 年以来,各大厂商纷纷推出搭载潜望式摄像头的手机产品,其中华为和 OPPO 已经推出了2代搭载潜望式摄像头的产品,苹果已申请了三镜头折叠镜头和五镜头折叠镜头的专利,预计未来的 iPhone 手机也有望入局潜望式摄像头······手机摄像头创新愈演愈烈,试图从各项性能方面追赶数码相机,终端品牌也在加速布局,争夺手机拍照能力高地,变焦倍数成为手机厂商关注的重要性能之一。
潜望式摄像头是提高手机摄像头变焦倍数的关键因素,其原理简单来说,就是通过加入棱镜(或反光镜)让入射镜头的光线经过一次或多次反射,利用了手机内部的横向空间,使得手机在纵向厚度不变的情况下装入一颗长焦镜头。直角棱镜加工工艺多达几十道,才能将光线精准折射到成像镜头内,其成本相对较高,这也是潜望式摄像头一般只用于旗舰机的主要原因。
▲潜望式摄像头实现过程 | 视频来自小米手机
随着潜望式镜头的供应链进一步成熟,零部件成本会进一步下降,从而带动潜望式镜头向中低端智能手机下沉。2020 年 4 月 7 日,小米推出搭载潜望式摄像头的小米 10 青春版,售价 2099 元起。标志着潜望式摄像头向中、低端市场渗透。2020 年全球搭载潜望式摄像头的智能手机出货量约为8300万部,并且迎来增长率的高峰,达400%,预期在2023 年有机会突破4 亿部。
从上游零部件来看,棱镜属于潜望式摄像头的增量环节,起改变光路的作用,镜头的不断升级对上游零部件的生产水平提出更高的要求。棱镜是潜望式摄像头在传统摄像头上新增的零部件,棱镜有很多面,加工流程主要包括粗磨、精磨、抛光、倒角和镀膜。用于潜望式摄像头的棱镜尺寸非常小,精度和公差的控制有很高的要求。同时,折射、反射后的光线不能分散,棱镜供应商需要有很强的镀膜技术。
光学镜头具有非常高的技术难度,难点主要在于设计和制造环节。镀膜是镜头制造的关键环节,需要高性能的设备和工艺性能。通常在棱镜反射面镀铝、银反射膜以提高光反射率,在入射面和出射面镀增透膜来增加棱镜的透光量,减小或消除系统的杂散光,包括UV、VIS、 NIR、SWIR不同波段。常见镀膜特性如下图。
▲多种镀膜特性
今年初发布的vivo X60和vivo X60 Pro,堪称手机影像的再一次飞跃。硬件方面,vivo X60 Pro+加入了支持60倍超级变焦的潜望式长焦镜头,同时应用了蔡司的看家本领T*镀膜,更高的光线透射率保证了成片的高画质其通过在镜头上涂上反射涂层,降低镜片反射率,从而减少照片反光。作为世界三大镀膜之一,T*镀膜对于消除摄影中的眩光、鬼影等光学现象有极大的帮助。对于摄影爱好者来说,蔡司T*镀膜在手机上出现势必会带来极大的诱惑力。
为客户提升的市场价值
光学创新因为能给用户带来非常直观而明显的体验提升,成为各大手机厂商进行差异化竞争的焦点,也让光学成为智能手机创新的主战场之一。从像素提升到光学变焦,光学升级永不停歇。潜望光学变焦有望成为下一个光学创新重点。
大鼎光学作为手机品牌的棱镜供应商,面对产量增量机遇及下游客户对产品质量提升的要求,率先进行工艺升级,将传统灯丝型离子源,升级为博顿新型高端无灯丝型离子源,大大提高棱镜表面膜层效果,同时降低了生产成本,提质和降本两手抓!抢占先机,未来定会凭借强大的生产工艺水平,赢得更多客户青睐。
博顿光电致力于通过高端离子源核心技术及离子束装备的国产化,解决国内在高端离子源及离子束设备领域“用不上”和“用不起”的行业困局。全自主研发的新型高端离子源,工艺性能可媲美高成本、售后滞后的进口镀膜设备,助力客户加快光学创新,改善产品品质和良率,提高技术实力,享受创新带来的红利。
大鼎光学作为博顿光电战略合作客户,已采用博顿光电多台射频离子源和多台中空阴极高能离子源,并成功开发和批量生产多种高精密、高性能和高可靠的工艺和光学产品。
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关于博顿光电
“博顿光电”是一家专业从事新型离子源及离子束装备关键技术研发、设计和制造的创新型高科技企业,2019年认定为国家高新技术企业,核心团队在光电技术与微纳加工高端装备制造领域具备国内顶尖的专业技术研发与设计能力,在国内离子束技术与装备产品领域处于第一梯队,已开拓和积累了上百家行业典型客户。公司主营业务与产品为:
- 各类高端离子源设备产品:RF射频离子源、中空阴极霍尔离子源、IBF 专用离子源、其他特种离子源
- 离子束微纳加工装备产品与解决方案提供:离子束薄膜沉积、刻蚀及表面处理
- 纳米薄膜器件、光栅器件等纳米光电元器件的工艺方案开发与服务
- 面向光电细分行业的物联网与工业互联网平台服务
博顿光电致力于通过高端离子源核心技术及离子束装备的国产化,在离子束微纳加工核心部件与整机装备细分领域取得突破、成为行业“单打”冠军,打破国外垄断,解决国内在高端离子源及离子束设备领域“用不上”和“用不起”的行业困局,从上游核心部件解决精密光电行业的“卡脖子”问题,有力支撑我国精密光学、光通信、OLED、半导体等战略性产业的创新和发展升级,带动相关产业和行业的能力与价值提升。