Moduli ottici ultrasottili: sfidare i limiti di spessore e innovare i processi negli smartphone

Nel mercato degli smartphone, essere leggeri e sottili è un punto focale della concorrenza. La domanda dei consumatori di portabilità ed estetica rende il peso e il peso dei telefoni punti chiave di vendita. I moduli ottici, che occupano molto spazio nei telefoni e sono funzionalmente importanti, affrontano sfide nella loro ultra-sottilizzazione, che guida anche l'innovazione nelle tecniche di produzione.

Nel 2025, produttori come Apple, Samsung e Xiaomi hanno in programma di lanciare nuovi modelli con uno spessore di 7 mm. L'iPhone 17 Air, ad esempio, dovrebbe stabilire un nuovo record con uno spessore di 6,2 mm; il Samsung S25 Slim, con potenti capacità di imaging, è spesso circa 6,5 mm. Questi modelli sottili pongono requisiti ancora più elevati per i moduli ottici ultra-sottili.

Tradizionale moduli ottici, in particolare i moduli della fotocamera, hanno un volume maggiore per ottenere funzioni multi-focus e ad alto numero di pixel. Il primo modulo di zoom continuo ultra-thiniscope sviluppato dal Precision Camera Technology Institute del Central Research Institute di Ofilm, con uno spessore di soli 5,9 mm, stabilisce un nuovo minimo nel settore. Può ridurre lo spessore del telefono senza modificare l'impilamento interno e il layout del telefono.

L'ultra-sottilizzazione dei moduli ottici presenta dei problemi. Uno è la contraddizione tra prestazioni ottiche e spessore. Per garantire pixel elevati, elevata qualità dell'immagine e buone prestazioni di messa a fuoco dello zoom, sono necessarie lenti ottiche sufficienti e una struttura ragionevole, ma l'assottigliamento del modulo limiterà il posizionamento degli elementi ottici e la trasmissione della luce. Ad esempio, i teleobiettivi tradizionali hanno lunghezze delle lenti maggiori per rapporti di zoom elevati, aumentando lo spessore del modulo. Il secondo è il problema della dissipazione del calore. Con il miglioramento dei pixel della fotocamera e la ricchezza delle funzioni, il calore durante il funzionamento aumenta in modo significativo. Tuttavia, il design ultra-sottile riduce lo spazio per la dissipazione del calore, richiedendo un'efficiente dissipazione del calore in uno spazio limitato per evitare una diminuzione di inceppamenti di immagini e riprese. Il terzo è il test di stabilità e affidabilità. I moduli più sottili hanno una struttura più compatta, rendendo più difficile collegare e fissare i componenti. È necessario garantire che non siano influenzati da vibrazioni e collisioni durante l'uso quotidiano.

Per superare queste sfide, i processi di produzione sono in continua innovazione. Nelle lenti, vengono utilizzati vetro ottico ad alto indice di rifrazione, bassa dispersione o nuove plastiche ottiche, combinati con processi di rettifica e lucidatura di precisione, per ridurre le dimensioni e lo spessore delle lenti e migliorare le prestazioni del sistema ottico. In termini di processo di assemblaggio del modulo, le tecnologie avanzate di incollaggio e saldatura assemblano con precisione i componenti, riducendo gli spazi interni; nuovi materiali di imballaggio e possono non solo proteggere i componenti, ma anche aiutare nella dissipazione del calore e migliorare la stabilità. Nella progettazione ottica, vengono utilizzati algoritmi di simulazione e ottimizzazione al computer, adottando la progettazione del percorso ottico piegato, il percorso di trasmissione della luce e riducendo lo spessore del modulo; e la tecnologia della pellicola di guida ottica ultrasottile viene applicata al modulo di retroilluminazione dello schermo, l'ultra-sottilizzazione dello schermo e garantendo effetti di visualizzazione.

In futuro, l'applicazione di moduli ottici ultrasottili negli smartphone sarà più estesa e approfondita. Si prevede che lo spessore del modulo sarà ulteriormente ridotto, ottenendo pixel più alti, più funzioni di scatto e migliori prestazioni ottiche. L'innovazione continua nella produzione e i costi ridotti consentiranno ai consumatori di godere di smartphone leggeri e ad alte prestazioni.