项目名称：霖鼎光学超精密装备及工艺
- 霖鼎光学（上海）有限公司
- 上海市闵行区元江路525号19幢第3层
- 201109
- 张旻烨
- 021-34700618
- www.leading-optics.com
| 姓名 |
任明俊 |
电话 |
34700618 |
电子邮件 |
info@leading-optics.com |
| 区号 |
021 |
邮编 |
201109 |
通信地址 |
上海市闵行区元江路525号19幢第3层 |
| 专利类型 |
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专利状态 |
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| 申请号 |
授权日期 |
授权专利号 |
| 一种移轴对中式微透镜阵列加工装置和方法 |
2022-10-19 |
2021103920299 |
| 一种基于立体偏折技术的镜面夹角测量装置和方法 |
2022-05-19 |
2021104183266 |
| 一种新能源太阳能反射镜生产用贴合装置 |
2021-01-01 |
2018107469615 |
| 一种摄像模组光学镜头组装装配机及其组装装配方法 |
2020-12-29 |
2020105124788 |
| 一种复合荧光玻璃罩的制备方法 |
2021-01-05 |
2017112778845 |
| 一种回旋离子束加工装置 |
2021-03-16 |
2020211051563 |
| 一种用于人眼的光学镜片 |
2022-10-14 |
2022104417865 |
本项目属于高端装备领域，霖鼎光学专注于超精密技术研发和光学行业智能制造。立足于新一代微纳制造技术及核心关键装备自研能力，项目团队与上海交通大学联合成立了“微纳光学制造装备与工艺联合研发中心”，形成了一支以院士为顾问，以长江学者、青年长江学者、国家杰出青年科学基金获得者为带头人的成果转化平台。项目为国家重大工程、集成电路、智能汽车、消费电子和生物医疗等众多行业提供超精密制造装备和先进光学元件。已建成具有国际一流水准的超精密光学制造技术研发中心，是国内最全面的具备从超精密微纳光学制造装备、核心工艺到规模量产的微光学制造全制程解决方案的公司之一。项目的成功实施为我国光学行业提供了包括面向汽车的车规级自由曲面镜、微透镜阵列；面向消费电子的三反自由曲面镜、2D/3D微纳纹理纳米压印模具；以及面向视光学的青少年近视防控镜等全球先进光学元件以及解决方案，获得了国内外重点产业的龙头企业的认可，累计销售额达到5000万，具有良好的社会经济效益。
项目的核心竞争优势在于全球首创的5轴+单点金刚石超精密加工工艺及加工装备开发，解决了用金刚石机床高效加工极复杂微纳结构的难题。在经典的5轴联动超精密机床架构中，加入额外的辅助轴，使机床拥有更为灵活的运动，在加工复杂光学元件时可乘十倍提升加工效率。超精密加工精度可达0.1微米、表面粗糙度达到2纳米，具备超强非对称结构光学模具的加工检测能力，超过了国外同类产品，打破了国外技术垄断，实现了国产替代。
霖鼎光学2022年申请并承接上海市高新技术领域科研计划项目“纳米级精度五轴联动超精密加工机床研制及应用”课题，针对纳米级精度复杂形状超精密零件高效高品质加工需求，集成超精密机床基础部件与控制系统、多轴联动切削工艺与CAM软件、超精密白光干涉在机测量系统，自主研制具有国际先进水平的纳米级精度五轴联动超精密加工装备、工艺技术与CAM软件，并进行应用验证，支撑我国超精密加工设备与超精密零部件生产以及汽车领域、红外探测领域的自主创新。
微纳光学系统应用前景广阔，例如集成电路检测设备中微透镜成像系统、智能汽车交互系统、VR/AR/XR系统等。但微纳光学元件的制造复杂，精度要求达到纳米级，关键加工设备和工艺掌握在美日等国，对我国形成了长期“卡脖子”势态。
霖鼎光学响应二十大强化国家战略科技力量的号召，围绕超精密制造、光学检测以及眼视光学领域已申请布局近20项知识产权和核心专利，已授权9项。其中核心专利包括超精密加工制造领域 6项；光学检测领域2项；眼视光学领域2项：
1、一种回旋离子束加工装置（2020211051563、2020105426896）使去除量一致性较好，工件表面更加平整。末端离子束束流检测器还能够判断离子束与工件表面的接触情况以及当前接触点的材料去除是否已经完成。它在一款90mm镜片的加工上，由21.7天缩短至0.7天，效率提升了31倍。
2、一种氧化金属表面抑制金刚石刀具化学磨损的方法和装置（2021103918458）以及一种富氧屏蔽抑制金刚石刀具化学磨损的方法和装置（2021103920320）增加加工区域环境介质的氧化能力，在加工区域表面形成氧化膜，从而抑制金属催化金刚石刀具石墨化，减小其化学磨损。以典型 Φ3mm 模芯为例，两项发明为此减少的损耗成本高达80%以及产能提升5倍。
3、一种移轴对中式微透镜阵列加工装置和方法（2021103920299）该发明能够提高微透镜阵列的加工效率，加工精度从3.2um提升至0.4um，10000个微透镜的光学元件加工效率提升16倍。
4、一种一体注塑移动终端后盖的制作方法（2021104410876）此发明能够在曲面移动终端后盖的注塑模具上直接加工出3D光学微纳纹理，将行业原先的26道工序缩减至5道。
5、一种基于变距式飞刀切削的微结构阵列加工装置及方法（2021107790167）它使飞切加工在不依靠慢刀或者快刀伺服的情况下具有了加工一般微结构的能力，相比于普通的车削加工又有回转轴线可变的优点，因此也具有了加工微结构阵列的能力。相较于传统的慢刀伺服和微铣削方式，具有更好的加工一致性，不受工件尺寸影响，具有广阔的应用前景。
6、一种基于立体偏折技术的镜面夹角测量装置和方法（2021104183266）和一种基于立体偏折束的超精密加工原位测量装置和方法（2021105730566）两个立体偏折系统包括一个投影屏幕和两台相机，计算机与两台相机相连，接收数据并计算，从而第一项发明能够快速并精确地测量两个镜面之间的夹角，第二项发明避免了重复装夹误差对超精密加工的影响。
7、一种用于人眼的光学镜片（2022212640738、2022104417865）该光学镜片的离焦信号区域产生的近视离焦信号，可用于抑制因眼轴伸长变形而导致的真性近视的发展，是青少年近视防控的新型手段，具有广阔的市场。
霖鼎为德国光学巨头X司、隐形眼镜龙头瑞XX、3C知名企业X米、维X；半导体光电企业晶X科技及光学行业龙头中光学、成都光明等国内外客户提供高端装备解决方案以及光学元件。
团队所研发的微纳透镜阵列光学模具是实现晶圆级制造的基础和国家先进制造发展的重点方向；团队研发的自由曲面镜的面形精度提高至0.3um，产品为客户实现更优的光学性能；团队还在曲面上实现了亚微米级轮廓精度和纳米级粗糙度的微结构制造，全球首创了用于消费电子的3D微纳纹理模具。
霖鼎光学在视光学领域设计研发出一种新型多点离焦镜片，通过在非球面上叠加特殊排列的微透镜，达到有效近视防控效果。其利用微透镜阵列超精加工技术，结合光学注塑成型工艺，大幅改善市面上存在的镜片残余应力问题，降低光学像差。2030年近视防控市场规模约2100亿元。霖鼎光学就该产品已达成与蔡X，苏州X世等公司的战略合作协议，目前已进入临床。
装备方面，霖鼎光学在视光领域完成了专机的原型机试制及首批五台样机的交付，目前装备研制能力已覆盖从隐形眼镜产品加工到角膜塑形镜加工，通过对加工效率与精度的提升（表面粗糙度控制在10nm以内），专机加工后可直接达到佩戴状态，免去了后续抛光环节。公司专机在指标及能效参数超过国外进口设备，按照隐形眼镜存量市场规模及角膜塑形镜新证获批速度预测，未来3年视光学在装备端的新增装备需求在2000台，销售额达10亿元，公司将力争市场份额突破30%以上。
霖鼎光学的超精密制造在智能车载领域也拥有卓越的成绩，如光学注塑透镜阵列模具，其通过晶圆级光学制造的最终产品应用于车载智能投影，如宝马5系的天使之翼、林肯大陆、凯迪拉克XT5等多款高端车型均搭载了车载智能投影系统。霖鼎光学在晶圆级光学制造方面处于世界前列，推动了晶圆级光学在各行业的应用和发展。此外，霖鼎已与吉利集团下属公司达成战略合作协议，承担开发基于全息投影技术的AID-全息空中智能显示系统中的关键光学元件。其微结构粗糙度小于3nm，最大尺高大于500um，口径大于200mm，投影范围广，成像更清晰。若24年国内25万元以上车型约16%的年销售占比测算，参考HUD、AID等渗透率约20%，则预计国内车载投影规模可达24亿元。
近些年先进光学发展正在颠覆传统光学元件，用新的光学设计思路、新的制造原理获研发先进光学系统在新能源、智能汽车、VR/AR、生物医疗等各行各业具有数千亿级的市场。项目落地短短2年多，在新冠疫情的影响下逆势而上创下了5千万元的销售量可见其发明技术的产业化效益正蓬勃发展。
