Ultradünne optische Module: Herausforderung der Dickengrenzen und innovative Prozesse in Smartphones

Im Smartphone-Markt stehen leichte und schlanke Modelle im Mittelpunkt des Wettbewerbs. Die Nachfrage der Verbraucher nach Mobilität und Ästhetik macht das Gewicht und die Größe der Telefone zu wichtigen Verkaufsargumenten. Optische Module, die viel Platz im Inneren von Telefonen beanspruchen und funktionell wichtig sind, stehen vor der Herausforderung, sie extrem dünn zu gestalten, was wiederum Innovationen in den Fertigungstechniken vorantreibt.

Hersteller wie Apple, Samsung und Xiaomi planen bis 2025 die Einführung neuer Modelle mit einer Dicke von weniger als 7 mm. Das iPhone 17 Air beispielsweise dürfte mit einer Dicke von 6,2 mm einen neuen Rekord aufstellen; das Samsung S25 Slim mit leistungsstarker Bildgebungsfunktion ist etwa 6,5 mm dick. Diese schlanken Modelle stellen noch höhere Anforderungen an die ultradünnen optischen Module.

Traditionell optische Module, insbesondere Kameramodule, verfügen über ein größeres Volumen, um hochauflösende Pixel und Multifokusfunktionen zu ermöglichen. Das erste ultradünne, stufenlose Zoommodul, das vom Precision Camera Technology Institute des Ofilm Central Research Institute entwickelt wurde, setzt mit einer Dicke von nur 5,9 mm neue Maßstäbe in der Branche. Es kann die Dicke des Telefons reduzieren, ohne die interne Stapelung und das Layout des Telefons zu verändern.

Die Ultradünnung optischer Module ist mit Problemen verbunden. Ein Problem ist der Widerspruch zwischen optischer Leistung und Dicke. Um eine hohe Pixelanzahl, eine hohe Bildqualität und eine gute Zoom-Fokussierleistung zu gewährleisten, sind ausreichend optische Linsen und eine angemessene Struktur erforderlich. Durch die Dünnermachung des Moduls werden jedoch die Platzierung optischer Elemente und die Lichtdurchlässigkeit eingeschränkt. Herkömmliche Teleobjektive beispielsweise haben für hohe Zoomverhältnisse längere Brennweiten, wodurch die Dicke des Moduls zunimmt. Ein zweites Problem ist die Wärmeableitung. Mit der Verbesserung der Kamerapixel und der Funktionsvielfalt steigt die Wärmeentwicklung während des Betriebs erheblich. Das ultradünne Design reduziert jedoch den Raum für die Wärmeableitung und erfordert eine effiziente Wärmeableitung auf begrenztem Raum, um Bildverschlechterungen und Bildstörungen zu vermeiden. Ein drittes Problem sind Stabilität und Zuverlässigkeit. Dünnere Module haben eine kompaktere Struktur, wodurch der Anschluss und die Befestigung von Komponenten schwieriger werden. Es muss sichergestellt werden, dass sie im täglichen Gebrauch nicht durch Vibrationen und Stöße beeinträchtigt werden.

Um diese Herausforderungen zu meistern, werden Fertigungsprozesse ständig weiterentwickelt. In Linsen werden optisches Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion oder neue optische Kunststoffe verwendet. Kombiniert mit Präzisionsschleif- und Polierprozessen werden Größe und Dicke der Linsen reduziert, um die Leistung des optischen Systems zu verbessern. Bei der Modulmontage werden Komponenten mithilfe fortschrittlicher Klebe- und Schweißtechnologien präzise zusammengefügt, um innere Lücken zu reduzieren. Neue Verpackungsmaterialien schützen nicht nur die Komponenten, sondern unterstützen auch die Wärmeableitung und verbessern die Stabilität. Beim optischen Design kommen Computersimulationen und Optimierungsalgorithmen zum Einsatz, um ein gefaltetes optisches Pfaddesign und den Übertragungsweg des Lichts zu übernehmen und die Dicke des Moduls zu reduzieren. Und für das Hintergrundbeleuchtungsmodul des Bildschirms wird eine ultradünne optische Führungsfilmtechnologie angewendet, um den Bildschirm extrem dünn zu machen und Anzeigeeffekte zu gewährleisten.

Ultradünne optische Module werden künftig noch umfassender und intensiver in Smartphones eingesetzt. Die Moduldicke soll weiter reduziert werden, um höhere Pixelzahlen, mehr Aufnahmefunktionen und eine bessere optische Leistung zu ermöglichen. Kontinuierliche Innovationen in der Fertigung und reduzierte Kosten ermöglichen es Verbrauchern, leichte und leistungsstarke Smartphones zu genießen.