Mô-đun quang học siêu mỏng: Thách thức giới hạn độ dày và đổi mới quy trình trong điện thoại thông minh

Trong thị trường điện thoại thông minh, trọng lượng nhẹ và mỏng là trọng tâm của cuộc cạnh tranh. Nhu cầu của người tiêu dùng về tính di động và tính thẩm mỹ khiến trọng lượng và trọng lượng của điện thoại trở thành điểm bán hàng chính. Các mô-đun quang học, chiếm không gian đáng kể bên trong điện thoại và có chức năng quan trọng, phải đối mặt với những thách thức trong quá trình siêu mỏng của chúng, điều này cũng thúc đẩy sự đổi mới trong các kỹ thuật sản xuất.

Vào năm 2025, các nhà sản xuất như Apple, Samsung và Xiaomi có kế hoạch tung ra các mẫu máy mới với độ dày trong vòng 7mm. Ví dụ, iPhone 17 Air dự kiến sẽ lập kỷ lục mới với độ dày 6,2mm; Samsung S25 Slim, với khả năng chụp ảnh mạnh mẽ, có độ dày khoảng 6,5mm. Các mẫu máy mỏng này đặt ra yêu cầu thậm chí còn cao hơn đối với các mô-đun quang học siêu mỏng.

Truyền thống mô-đun quang học, đặc biệt là các mô-đun camera, có khối lượng lớn hơn để đạt được các chức năng pixel cao và đa tiêu điểm. Mô-đun zoom liên tục siêu mỏng đầu tiên do Viện công nghệ camera chính xác của Viện nghiên cứu trung tâm Ofilm phát triển, với độ dày chỉ 5,9mm, thiết lập kỷ lục mới trong ngành. Nó có thể giảm độ dày của điện thoại mà không làm thay đổi cách xếp chồng và bố trí bên trong của điện thoại.

Quá trình siêu mỏng của các mô-đun quang học gặp phải các vấn đề. Một là mâu thuẫn giữa hiệu suất quang học và độ dày. Để đảm bảo điểm ảnh cao, chất lượng hình ảnh cao và hiệu suất lấy nét zoom tốt, cần có đủ ống kính quang học và cấu trúc hợp lý, nhưng việc làm mỏng mô-đun sẽ hạn chế vị trí của các thành phần quang học và truyền ánh sáng. Ví dụ, ống kính tele truyền thống có chiều dài ống kính dài hơn đến tỷ lệ zoom cao, làm tăng độ dày của mô-đun. Thứ hai là vấn đề tản nhiệt. Với sự cải thiện về điểm ảnh của camera và sự phong phú của các chức năng, nhiệt độ trong quá trình hoạt động tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, thiết kế siêu mỏng làm giảm không gian tản nhiệt, đòi hỏi phải tản nhiệt hiệu quả trong không gian hạn chế để tránh giảm tình trạng kẹt hình ảnh và chụp. Thứ ba là thử nghiệm về độ ổn định và độ tin cậy. Các mô-đun mỏng hơn có cấu trúc nhỏ gọn hơn, khiến việc kết nối và cố định các thành phần trở nên khó khăn hơn. Cần đảm bảo rằng chúng không bị ảnh hưởng bởi rung động và va chạm trong quá trình sử dụng hàng ngày.

Để vượt qua những thách thức này, các quy trình sản xuất liên tục đổi mới. Trong ống kính, chiết suất cao, thủy tinh quang học phân tán thấp hoặc nhựa quang học mới được sử dụng, kết hợp với các quy trình mài và đánh bóng chính xác, để giảm kích thước và độ dày của ống kính, cải thiện hiệu suất của hệ thống quang học. Về quy trình lắp ráp mô-đun, các công nghệ dán và hàn tiên tiến lắp ráp chính xác các thành phần, giảm khoảng cách bên trong; vật liệu đóng gói mới và không chỉ có thể bảo vệ các thành phần mà còn hỗ trợ tản nhiệt và tăng cường độ ổn định. Trong thiết kế quang học, các thuật toán mô phỏng và tối ưu hóa máy tính được sử dụng, áp dụng thiết kế đường dẫn quang gấp, đường dẫn ánh sáng và giảm độ dày của mô-đun; và công nghệ màng dẫn quang siêu mỏng được áp dụng cho mô-đun đèn nền của màn hình, làm siêu mỏng màn hình và đảm bảo hiệu ứng hiển thị.

Trong tương lai, ứng dụng của các mô-đun quang học siêu mỏng trong điện thoại thông minh sẽ được mở rộng và sâu hơn. Độ dày của mô-đun dự kiến sẽ được giảm hơn nữa, đạt được điểm ảnh cao hơn, nhiều chức năng chụp hơn và hiệu suất quang học tốt hơn. Đổi mới liên tục trong sản xuất và giảm chi phí sẽ cho phép người tiêu dùng tận hưởng điện thoại thông minh nhẹ, hiệu suất cao.