超薄型光モジュール：スマートフォンの厚さの限界に挑戦し、プロセスを革新

スマートフォン市場では、軽量で薄型であることが競争の焦点となっています。携帯性と美観に対する消費者の需要により、携帯電話の軽量化が重要なセールスポイントとなっています。携帯電話内でかなりのスペースを占め、機能的に重要な光学モジュールは、超薄型化の課題に直面しており、これが製造技術の革新も促進しています。

2025年には、Apple、Samsung、Xiaomiなどのメーカーが厚さ7mm以内の新モデルを発売する予定です。たとえば、iPhone 17 Airは厚さ6.2mmで新記録を樹立すると予想されており、強力な画像処理機能を備えたSamsung S25 Slimの厚さは約6.5mmです。これらの薄型モデルは、超薄型光学モジュールに対してさらに高い要件を課します。

伝統的 光モジュール特にカメラモジュールは、高画素とマルチフォーカス機能を実現するために体積が大きくなっています。Ofilm中央研究所の精密カメラ技術研究所が開発した初の超薄型連続ズームモジュールは、厚さがわずか5.9mmで、業界最低記録を樹立しました。携帯電話の内部の積み重ねやレイアウトを変えずに、携帯電話の厚さを減らすことができます。

光学モジュールの超薄型化には問題があります。1つは光学性能と厚さの矛盾です。高画素、高画質、優れたズームフォーカス性能を確保するには、十分な光学レンズと合理的な構造が必要ですが、モジュールを薄くすると光学素子の配置と光の透過が制限されます。たとえば、従来の望遠レンズは、高ズーム比に対してレンズ長が長く、モジュールの厚さが増加します。2つ目は放熱の問題です。カメラの画素の向上と機能の豊富さに伴い、動作中の熱が大幅に増加します。しかし、超薄型設計では放熱スペースが減り、限られたスペースで効率的な放熱を行い、画質の低下や撮影ジャムを回避する必要があります。3つ目は安定性と信頼性のテストです。薄型モジュールは構造がコンパクトになり、コンポーネントの接続や固定が難しくなります。日常使用中に振動や衝突の影響を受けないようにする必要があります。

これらの課題を克服するために、製造プロセスは絶えず革新しています。レンズでは、高屈折率、低分散の光学ガラスまたは新しい光学プラスチックが使用され、精密な研削および研磨プロセスと組み合わせることで、レンズのサイズと厚さが低減され、光学システムの性能が向上します。モジュールの組み立てプロセスでは、高度な貼り付けおよび溶接技術により部品を正確に組み立て、内部の隙間を減らします。新しいパッケージング材料は、部品を保護するだけでなく、放熱を助け、安定性を高めることもできます。光学設計では、コンピューターシミュレーションと最適化アルゴリズムが使用され、折り畳み式光路設計が採用され、光の伝送経路が狭くなり、モジュールの厚さが薄くなります。また、超薄型光ガイドフィルム技術がスクリーンのバックライトモジュールに適用され、スクリーンの超薄型化と表示効果の確保が図られています。

今後、スマートフォンにおける超薄型光学モジュールの応用は、より広範囲かつ深度を増すでしょう。モジュールの厚さはさらに薄くなり、より高いピクセル、より多くの撮影機能、より優れた光学性能が実現されると予想されます。製造における継続的な革新とコスト削減により、消費者は軽量で高性能なスマートフォンを楽しむことができます。