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產品資訊
2021.06.17
光學玻璃與紅外硫系非球面鏡片製造-盟立模造機
近來許多先進國家已將汽車加裝先進駕駛輔助系統(ADAS)納入法規中。因此ADAS成為各大車廠中高階車種標準配備，進而帶動車載鏡頭需求大躍進。隨著自動駕駛技術的成熟以及加強對於交通安全的重視，加速提升高端鏡頭需求量及擴大應用面，鏡頭解析度也往百萬圖元級提升。以ADAS(先進駕駛輔助系統)鏡頭為例，每台車至少使用6顆鏡頭，加上市調機構FOURIN所統計全球汽車銷售量在2019~2020年將超過1億輛，代表著潛在光汽車方面的鏡頭需求就高達6億顆以上。再加上工業機器人視覺功能強化、AI(人工智慧)、5G時代物聯網等…應用，都會使鏡頭的需求量更向上提升。
車載鏡頭特別要求耐候性、耐久性及信賴性，且產品壽命長(5~8年)，此皆為玻璃鏡片之不可取代性。以往車載鏡頭的生產多掌握在日本廠商手裡，隨著技能提升及成本競爭，目前已漸轉移到台灣、大陸，具有前裝車廠用鏡頭生產實績的光學模組廠也僅有4~5家。預估2021年車載鏡頭市場需求量將達50kk/月以上，且仍有極高的市場需求成長空間。
鏡片的材質有塑膠-P和玻璃-G兩類，依光學規格和使用環境要求由3~5片不等的P透鏡和G透鏡組合成鏡頭模組(如5P、1G4P、2G3P、3G、4G等…) 。技術難度和生產成本因光學設計及選料而有所不同。手機鏡頭使用P透鏡-製造工藝為精密塑膠注塑成形，車用鏡頭使用G鏡片則為精密模造成形(適合非球面鏡)，玻璃鏡片耐熱、耐候、信賴性都優於塑膠鏡片，特別符合車載鏡頭要求。
由於塑膠鏡片受限於物理特性難以耐高溫，而玻璃鏡片具有較高折射率、低吸收率、寬的光穿透頻譜範圍、高抗變形性、抗高溫及抗濕性、硬度高及擁有較佳表面抗刮等特性，因此車載鏡頭多是G+P(玻璃+塑膠)的混合鏡頭，鏡頭需求片數約5到7片。ADAS因功能要求較高，鏡頭需求片數多是7片以上且搭配「非球面模造玻璃」的全玻璃鏡頭，其中的關鍵，就是「非球面模造玻璃」。
圖：玻璃非球面鏡片
根據Yole報告，全球熱成像市場規模從2019年到2025年期間，將以8%的CAGR（年均複合增長率）增長，至2025年該市場價值可達約75億美元。市場增長之推力來自於傳統熱成像、安防監控、國防應用驅動的需求。另外消防和個人視覺系統（PVS）對熱像儀的應用也在大幅增長。
熱像儀的重要組成部分包括微測輻射熱計焦平面陣列（FPA）和光學鏡頭。通常，低端市場的熱像儀僅使用一到兩組鏡片，但高端變焦熱像儀最多需要五組鏡片。隨著成像器件價格的下降，光學元件部分的成本比重將逐漸高於成像器件。因此，光學元件供應商在供應鏈中對於成本控制的角色將越來越重要。
汽車紅外系統作為夜視的主要技術，隨著輔助駕駛和自動駕駛技術的發展，在車輛前視和內部監控應用中的需求很大。汽車紅外技術目前仍處於早期階段且汽車紅外系統為了達到對於衝擊、尺寸和成像的嚴苛要求，整體成本相對很高。目前主要僅在高端豪華車型中應用，正逐步擴展到中檔車型。為了將紅外系統推向更廣闊的市場，汽車一級（Tier 1）零部件和系統供應商必須控制每種元件的成本，並實現大規模生產。
隨著夜視和自動駕駛技術的發展，汽車紅外鏡頭也成為未來的一個有吸引力的方向。到目前為止，原裝車載紅外系統主要由先進國家提供，只有少數製造商提供售後紅外系統。此外，智慧手機和智慧建築等新興紅外應用正逐漸在全球興起，這將為紅外市場帶來新的機遇。
熱成像鏡頭主要由硫系玻璃和單晶鍺製成，廣泛的運用在紅外系統中，作為一種廣泛應用的紅外原材料，單晶鍺因其性能和易加工性而被客戶認可。一段時間內，它仍將在紅外市場繼續應用。但是，作為一種稀有的資源，未來單晶鍺的供應或將受到限制，從而導致價格波動。另一方面，硫系玻璃現已成為單晶鍺的最佳替代品，它可以利用精密模造熱成形、價格更低、性能更好，並已被客戶廣泛使用。
常規模造機都於模壓腔加入高純度氮氣以防止機件和模具高溫氧化，但留在模具內的氣體在模造成形時可能造成透鏡表面包氣瑕疵，或玻璃素材在高溫成形過程可能釋放微量元素與模仁表面硬膜反應而使模具產出數減少。某些特殊用途透鏡(例如陣列透鏡，應用於反射、繞射、三維成像、光線勻化、各波段光波調控等)由於形狀複雜，更難以在常規模造機製程中排除包氣瑕疵外觀的問題。客戶急切需求能在真空環境中進行高溫模造塑形。
盟立自動化具備光學鏡片模造機市場高佔有率和知名光學大廠等客戶長期使用設備量產實績。未來因應玻璃模造鏡片需求急速增長及進一步提高適產效能，已著手開發連續式真空模造機，期能提高設備的性價比值，協助客戶提升生產製造能力。
車載鏡頭特別要求耐候性、耐久性及信賴性，且產品壽命長(5~8年)，此皆為玻璃鏡片之不可取代性。以往車載鏡頭的生產多掌握在日本廠商手裡，隨著技能提升及成本競爭，目前已漸轉移到台灣、大陸，具有前裝車廠用鏡頭生產實績的光學模組廠也僅有4~5家。預估2021年車載鏡頭市場需求量將達50kk/月以上，且仍有極高的市場需求成長空間。
鏡片的材質有塑膠-P和玻璃-G兩類，依光學規格和使用環境要求由3~5片不等的P透鏡和G透鏡組合成鏡頭模組(如5P、1G4P、2G3P、3G、4G等…) 。技術難度和生產成本因光學設計及選料而有所不同。手機鏡頭使用P透鏡-製造工藝為精密塑膠注塑成形，車用鏡頭使用G鏡片則為精密模造成形(適合非球面鏡)，玻璃鏡片耐熱、耐候、信賴性都優於塑膠鏡片，特別符合車載鏡頭要求。
由於塑膠鏡片受限於物理特性難以耐高溫，而玻璃鏡片具有較高折射率、低吸收率、寬的光穿透頻譜範圍、高抗變形性、抗高溫及抗濕性、硬度高及擁有較佳表面抗刮等特性，因此車載鏡頭多是G+P(玻璃+塑膠)的混合鏡頭，鏡頭需求片數約5到7片。ADAS因功能要求較高，鏡頭需求片數多是7片以上且搭配「非球面模造玻璃」的全玻璃鏡頭，其中的關鍵，就是「非球面模造玻璃」。
圖：玻璃非球面鏡片
根據Yole報告，全球熱成像市場規模從2019年到2025年期間，將以8%的CAGR（年均複合增長率）增長，至2025年該市場價值可達約75億美元。市場增長之推力來自於傳統熱成像、安防監控、國防應用驅動的需求。另外消防和個人視覺系統（PVS）對熱像儀的應用也在大幅增長。
熱像儀的重要組成部分包括微測輻射熱計焦平面陣列（FPA）和光學鏡頭。通常，低端市場的熱像儀僅使用一到兩組鏡片，但高端變焦熱像儀最多需要五組鏡片。隨著成像器件價格的下降，光學元件部分的成本比重將逐漸高於成像器件。因此，光學元件供應商在供應鏈中對於成本控制的角色將越來越重要。
汽車紅外系統作為夜視的主要技術，隨著輔助駕駛和自動駕駛技術的發展，在車輛前視和內部監控應用中的需求很大。汽車紅外技術目前仍處於早期階段且汽車紅外系統為了達到對於衝擊、尺寸和成像的嚴苛要求，整體成本相對很高。目前主要僅在高端豪華車型中應用，正逐步擴展到中檔車型。為了將紅外系統推向更廣闊的市場，汽車一級（Tier 1）零部件和系統供應商必須控制每種元件的成本，並實現大規模生產。
隨著夜視和自動駕駛技術的發展，汽車紅外鏡頭也成為未來的一個有吸引力的方向。到目前為止，原裝車載紅外系統主要由先進國家提供，只有少數製造商提供售後紅外系統。此外，智慧手機和智慧建築等新興紅外應用正逐漸在全球興起，這將為紅外市場帶來新的機遇。
熱成像鏡頭主要由硫系玻璃和單晶鍺製成，廣泛的運用在紅外系統中，作為一種廣泛應用的紅外原材料，單晶鍺因其性能和易加工性而被客戶認可。一段時間內，它仍將在紅外市場繼續應用。但是，作為一種稀有的資源，未來單晶鍺的供應或將受到限制，從而導致價格波動。另一方面，硫系玻璃現已成為單晶鍺的最佳替代品，它可以利用精密模造熱成形、價格更低、性能更好，並已被客戶廣泛使用。
常規模造機都於模壓腔加入高純度氮氣以防止機件和模具高溫氧化，但留在模具內的氣體在模造成形時可能造成透鏡表面包氣瑕疵，或玻璃素材在高溫成形過程可能釋放微量元素與模仁表面硬膜反應而使模具產出數減少。某些特殊用途透鏡(例如陣列透鏡，應用於反射、繞射、三維成像、光線勻化、各波段光波調控等)由於形狀複雜，更難以在常規模造機製程中排除包氣瑕疵外觀的問題。客戶急切需求能在真空環境中進行高溫模造塑形。
盟立自動化具備光學鏡片模造機市場高佔有率和知名光學大廠等客戶長期使用設備量產實績。未來因應玻璃模造鏡片需求急速增長及進一步提高適產效能，已著手開發連續式真空模造機，期能提高設備的性價比值，協助客戶提升生產製造能力。