重庆工业摄像机镜头 全球首发“两江造”WLG“玻塑混合”镜头 出货量近800万支

小编 2024-11-23 新闻资讯 23 0

全球首发“两江造”WLG“玻塑混合”镜头 出货量近800万支

走进辰瑞光学(重庆)有限公司(简称“辰瑞光学”)WLG(晶圆级玻璃)镜片制造中心,光学镜片生产线上,掌寸空间的晶圆材料被精雕细琢出百余颗光学镜片,且每一颗都薄如蝉翼通透明亮。

这些镜片将装入光学镜头内,搭载在智能手机、车载摄像头、运动相机和无人机等与我们日常生活息息相关的设备之上,成为智能设备的“眼睛”,使其看得更“通透”。

据辰瑞光学董事长段匀健介绍,辰瑞光学为瑞声科技旗下聚焦光学业务的子公司,将瑞声科技独有的WLG技术研发和生产布局两江新区。该项目已建设成为瑞声科技在全球最大的高端精密光学制造基地,也是全球最大的WLG镜片制造工厂。

截至2023年底,WLG“玻塑混合”镜头累计出货近800万支,在多款智能手机、无人机及运动相机上搭载上市,正进一步拓展智能汽车、激光雷达、AR/VR、光通信、工业及医疗等新兴领域。

打造智能设备的“眼睛”

光学镜头就像智能设备的“眼睛”,正如人类依赖眼睛来观察世界,智能设备也依赖光学镜头和传感器来获取和处理信息。

辰瑞光学打造的WLG镜片。(企业供图)

以用户常见的智能手机镜头为例,这双“眼睛”目前市场上有两种基础材料选择:玻璃与塑料。

塑料镜头具备加工方便、产能高、成本低等优势,但塑料镜头发展到7P/8P(指的是镜头有多少片塑料),无论是光学性能的提升,还是厚度的增加,已经趋于极限。

相较塑料镜片,玻璃镜片在折射率、色散、可靠性、热稳定性等方面具有更优的性能,能有效解决目前塑料镜头面临的问题和局限。

但玻璃镜片易碎、较重、生产工艺难度大,使用玻璃镜片组成“全玻璃镜头”的难度太高。因此,集二者之所长的“玻塑混合”镜头,开始成为影像行业新的趋势。

辰瑞光学也是这一路线的支持者和实践者,十年磨一剑打造WLG技术,可大幅提升光学产品性能,相比传统玻璃镜片生产工艺效率更高,同时可满足更高精度要求和拥有更自由的结构选择。而通过WLG玻璃镜片与塑料镜片组合的“玻塑混合”镜头拥有更大的进光量、更高的解析力、更薄的厚度、更强的稳定性等特点,有望逐步取代塑胶镜头。

方寸镜片间藏有大秘密

光学镜头制造,属于精密制造,技术含量高,工艺技术和生产管理直接影响产品质量和成本高低。

以“玻塑混合”镜头为例, 最主要受限于玻璃成型温度高、成型周期长、高精密模具加工难度大等原因,“玻塑混合”镜头难以通过经济、高效的方式大规模量产。

一枚小小的镜片,科技含量可不容小觑。

辰瑞光学打造的光学镜头展示。(企业供图)

段匀健谈到,WLG镜片的生产与大众熟知的芯片生产有些类似。首先将玻璃棒料切割成高精度的玻璃白片;然后将玻璃白片在自制的高精度模具内热压成玻璃晶圆片;最后通过激光切割,将单颗镜片切割下来。镜片形状模压成圆形、方形,或者大家想要的结构尺寸。

谁能够在玻璃晶圆片“挖出”更多镜片,提升生产效率与良率,谁就能够夺得市场先机。

传统的玻璃镜片制造工艺,多为一片一片打磨,玻璃镜片的量产难度比较高。

2010年,辰瑞光学收购了拥有精密光学玻璃模具加工技术的丹麦初创科技公司Kaleido,并以此为基础布局WLG技术的研究开发,实现“手工作坊”到“智能制造”的行业升级。

“WLG技术是一种阵列模具加工技术,可实现大批量量产,能够显著提升精密非球面玻璃镜片的生产效率和良率,使得光学性能更好的‘玻塑混合’镜头的大规模市场化应用成为可能。”段匀健谈及该技术给行业带来的变革。

此外,近年来旗舰手机搭载潜望式镜头成为新的发展趋势,棱镜(主要用于控制光线的方向和传播路径)是其中的核心器件。辰瑞光学独有的WLG非球面棱镜可以做到非球面镜片与棱镜一体成型工艺无需胶合,工艺上优势显著。

以1/1.56英寸5000万像素规格,1G+6P(一片玻璃镜片和六片塑料镜片组成)手机镜头为例,辰瑞光学在4英寸晶圆加工模具上能够实现单模约150穴的超精密加工,对比传统玻璃非球面模压技术,WLG具备大批量产性,特别在镜片精度和性能方面优势明显,能够满足更高成像系统在玻璃镜片厚薄比、偏心面型尺寸等极限要求。

“目前大规模量产数据表明,WLG技术可实现整片wafer(晶圆单位)镜片面间偏心(镜片的两个光学表面的中心点不重合的现象)1μm以内精度,单穴的面型PV(值越小,表示物体表面越平整)可以达到200nm以内精度。”段匀健说。

在实际应用中,多款智能手机的主摄采用了1G+6P WLG“玻塑混合”镜头,较7P塑料镜头拥有更强大的光学性能,可提升色彩准确度和整体画面质量,带来更加纯净的成像画面,完美还原人眼看到的场景与色彩,细节刻画更生动鲜明。

另外,超薄的WLG镜片设计也降低了1G+6P“玻塑混合”镜头整体厚度,较同规格塑胶镜头高度下降5-10%,满足智能手机轻薄需求。

WLG玻塑镜头累计出货近800万支

辰瑞光学将瑞声科技独有的WLG晶圆级玻璃技术研发和生产布局两江新区,包括WLG镜片、汽车、AR/VR、光通信等光学及精密传动相关产业链产品的研发与生产、光学技术产学研用创新应用研究园区及成果转化基地、光学产业人才孵化培养基地、光学技术研究与应用展示中心等。

该项目于2020年12月建成投产,有效填补了重庆智能产业在光学核心器件方面的空白。

去年以来,基于WLG镜片组成的“玻塑混合”镜头产出效率大幅提升,为扩大客户群夯实了基础。

WLG产品展示。(企业供图)

据辰瑞光学母公司瑞声科技最新财报数据显示,2023年WLG“玻塑混合”镜头出货量超300万支,同比增长约22%,除了在智能手机领域持续出货,在车载摄像头、运动相机和无人机等非智能手机领域也稳定交付。截至2023年底,WLG“玻塑混合”镜头累计出货近800万支。

在提到辰瑞光学在两江新区实现跨越式的发展时,段匀健点赞了两江新区营商环境。“两江新区区位优势突出、产业基础雄厚、营商环境一流,在政策扶持、项目建设、后勤服务等方面实现了体系化的创新,与企业共同构建了良好的政企生态。特别是企业服务专员,把企业的事当成自己的事来办,让我们感受到了新区的用心贴心。”

基于此,辰瑞光学还将进一步优化在全球的研发和生产布局:以重庆为中心,整合捷克、丹麦、日本、新加坡、马来西亚,以及中国常州、南京、南宁、苏州等国家和地区光学研发技术和制造资源,以实现技术的快速迭代和市场推广应用,并吸引更多的产业链上下游落户重庆。

当被问到这一技术对重庆现有产业赋能时,段匀健表示,WLG技术还能够助力车载镜头表现力显著提升,非球面玻璃是L3级以上自动驾驶相关镜头中的关键部件,重庆及两江新区智能网联新能源汽车产业发展也为企业开辟了新的赛道,带来更多发展机遇。

运用WLG技术制成的非球面玻璃,能够实现“W”或“M”形状面型玻璃(通过特殊工艺制造),为车载镜头设计带来更高自由度。使用WLG镜片可减少镜头材料成本,同时可以减小镜头尺寸、增大光圈、提升性能,使车载镜头具有更好的表现力。

未来,WLG技术将覆盖所有的玻璃透镜领域,如AR/VR、激光雷达、无人机、运动相机、生物医疗、光通信等,可生产覆盖成像非球面镜片、准直透镜、阵列透镜、自由曲面镜和非球面棱镜等多种类型的产品。

除了高性能的硬件,辰瑞光学还将持续优化光学模组并整合瑞声科技集团算法及VCM(一种实现光学防抖的技术)业务,把硬件产品与图像调整算法等软件算法深度结合,垂直整合光学镜头、传动、模组、算法,提供全链路光学解决方案,实现项目敏捷化研发制造。

(记者 张廉)

同好赠机之长江牌旁轴照相机!重庆乐器厂生产

前段时间发了一篇拙文《胶木材质机身的CMEHA-6旁轴照相机!苏联制造》,文中提到我手里还没有国产的胶木材质的长江和华山相机。本来只是在文中捎带提及了一句,不成想却被之前已经赠送过我东方和Kiev相机的相机收藏同好宋科老师看到了,于是决定再次赠送我几台包括长江胶木相机在内的机台相机!

在此对宋老师的再次赠机表示衷心的感谢!

各位看到此文的标题,可能会有些奇怪,重庆乐器厂怎么会制造相机呢? 这个疑问其实我在查找资料的时候也是充满了好奇之心。在其《中国照相机》一书中,庄克明老师是这样介绍长江牌相机的“重庆长江电工厂、重庆乐器厂于1958 年仿照前苏联斯米娜相机生产。”其中的斯米娜为苏联生产的一系列胶木材质的旁轴相机,俄文为Cmeha,英文则是Smena。

另外在查找资料的过程之中,我看到了张雪松老师在“中华相机网”发表的帖子《解谜长江胶木相机》。在文中,张老师将其认真细致的考证过程进行了详细的描述。哪位有兴趣的话,可以找下张老师的原创帖子,我就不搬砖了,只引用一些结论性的东西,在此对张雪松老师表示诚挚的谢意!

按照张老师考证的结果,这款胶木材质的长江旁轴相机是这样生产出来的:1956年,长江电工厂的研制小组在上海接触到了苏联的斯米娜相机,获得了第一手资料,回来后即开展了研制。从相机结构解剖、绘图制图、项目论证到工具模具制造、机械装备生产,整个研制过程大概只用了8个月时间。由于工厂的名字就是“长江电工厂”,所以在给相机定名时,很自然地就命名为“长江相机”了。1957年该机的产量为59架,1958年则为2163架。

我手中并没有Cmeha相机,不过宋科老师一同赠送了台Cmeha-2,而Cmeha-2相对于Cmeha只是增加了机械自拍装置而已,外观上并没有什么区别。所以我将长江和Cmeha-2放在一起进行了对比,各位应该不难看出二者之间有着极大的相似性。

由此张老师认为在中国首批照相机生产企业的名单上,应该在北京照相机厂、上海照相机厂、天津照相机厂而外,增加上重庆长江电工厂;在中国首批照相机产地名单上,重庆同样应该与京津沪相并列。

按照当年国家兵器工业部的指示,军工企业要“正本清源”,长江电工厂应当致力于电动机等主产品的生产,把不相关的民品生产转给地方企业。于是,照相机生产被迫放弃。重庆市轻工局认为,乐器厂在产品类型上似乎与照相机有着某种相似性,于是决定由重庆乐器厂接手相机生产。所以在1958年7月,长江电工厂把所有相机的生产装备都无偿转让给了重庆乐器厂。

由此,这款长江胶木相机的生产厂也就从重庆长江电工厂变成了重庆乐器厂。在重庆乐器厂生产长江相机后,其产量在随后的1958-62年分别是1606台5141台、4264台、1817台、250台。

按照庄克明老师书中的介绍,乐器厂生产的长江相机,与之前电工厂生产的长江相机相比,是取消了镜头镜头压圈上的长江儿子的汉语拼音“CHANGJIANG”。因此我手里这台就是重庆乐器厂的产品了,因为镜头压圈上已经没有汉语拼音。

因为其原型机Cmeha本来就是一款相对简单的相机,所以这款长江旁轴相机的技术指标并不是非常优秀,当然在那个年代也还算说得过去。快门速度为1/10、25、50、100、200秒,外加B门,没有慢门速度。

我手里这台长江相机的镜头为T1 40/4.5镜头,光圈从F4.5到F22共六档,镜头编号为60014505。按照苏联相机和镜头的编号规律,数字前面的两位为生产年份,不知道重庆长江电工厂和重庆乐器厂在仿制的时候,是否也采用了这种数字编号的做法?如果答案是肯定的话,我手里这台的生产时间就是1960年了。

关于长江相机所用镜头,在张雪松老师的那个帖子里貌似有些争论和探讨,其中一种说法是长江相机的镜头是直接通过西安的西北光学仪器厂转供苏联斯米娜小镜头的(来自网友懒猫老师)。我个人比较认同这种说法,因为镜头上有早期苏联镜头上常见的红“n”标志。从镜头表面的颜色看,镜头好像已经有镀膜了?

与其原型机一样,这款长江胶木相机的过片和快门上弦是不联动的,因此在拍照前需要为快门上弦。快门上弦的扳手在镜头的11点钟位置(面对镜头时),也就是下图中红圈内那个装置。9点钟位置的则是快门释放按钮,下图中蓝圈内。

这款长江相机的三脚架接口在相机的底部,不过却是大口径的螺丝口,这个和Cmeha也是一样的。早期的苏联为了同西方划清界线,很多东西都是采用了自己的设计,例如胶卷的感光度,苏联采用的就是自有的ГОСТ(英文是GOST),而通常使用的则是ASA和DIN。从螺丝口这一点也能看出,长江与Cmeha的关系。下面第二张图则是大孔与小孔三脚架螺丝接口的对比。

这款长江相机的机身为胶木制造。所谓胶木,也叫电木,是酚醛树脂的俗称。酚醛树脂是德国化学家阿道夫·冯·拜尔于1872年首次合成。1907年,出生于比利时的美国化学家利奥·亨德里克·贝克兰)改进了酚醛树脂的生产技术,将树脂实用化、工业化。1910年,他建立通用贝克莱特公司(General Bakelite),并用根据自己的名字赋予酚醛树脂商标名“Bakelite”。直到今天,胶木在英文中,依然是Bakelite。

胶木的最大缺点就是强度不大,所以早期采用胶木材质的长江和华山相机,基本上都有或多或少因为磕碰造成的“缺肉”,但宋老师赠送给我这台保存得却非常完整,实在难得!

其它的好像也没啥可说的了。老规矩请各位看图吧。

宋科老师赠送的这台长江相机,机身上的品牌“长江”二字为红色,但我看到的任何资料,都没有红色字样的。因此我觉得这台相机上的“长江”二字,应该是后来被其不知道哪一任主人自己描红的。

最后再次对宋科老师,以及文中引用资料的提供者张雪松和懒猫老师,表示衷心的感谢!

作者:张一

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