光学部品技術の開発動向

光学部品主要構成要素を参照する光学システム光学原理を用いて、観察、測定、分析、記録、情報処理、画像品質評価、エネルギー伝送および変換などの様々な活動を行う光学部品であり、光学機器、画像表示製品、光ストレージデバイスの中核部品の重要な部分を占めています。精度と用途の分類により、従来型光学部品と精密光学部品に分けられます。従来型光学部品は、主に従来型カメラ、望遠鏡、顕微鏡などの従来型光学製品に使用されます。精密光学部品は、主にスマートフォン、プロジェクター、デジタルカメラ、ビデオカメラ、コピー機、光学機器、医療機器、各種精密光学レンズに使用されます。

科学技術の発展と製造工程の改善に伴い、スマートフォンやデジタルカメラなどの製品は徐々に住民にとって重要な消費財となり、光学製品における光学部品の精度要求を高めるようになった。

世界の光学部品応用分野の観点から見ると、スマートフォンとデジタルカメラは最も重要な精密光学部品応用分野です。セキュリティ監視、車載カメラ、スマートホームの需要もカメラの鮮明さに対する要求を高めており、これは需要の増加だけでなく、光学高精細カメラ用レンズフィルムだけでなく、従来の光学コーティング製品を、より高い粗利益率を持つ光学コーティング製品へとアップグレードすることも促進します。

業界の発展動向

① 製品構造の変化傾向

精密光学部品産業の発展は、下流製品の需要の変化に左右される。光学部品は主にプロジェクター、デジタルカメラ、精密光学機器などの光電子製品に使用されている。近年、スマートフォンの急速な普及に伴い、デジタルカメラ業界全体が衰退期に入り、その市場シェアは徐々に高解像度カメラ搭載のスマートフォンに取って代わられつつある。アップルが牽引するスマートウェアラブルデバイスの波は、日本の伝統的な光電子製品にとって致命的な脅威となっている。

全体として、セキュリティ、自動車、スマートフォン製品に対する需要の急速な増加が、光学部品産業の構造調整を促している。光電産業の下流製品構造の調整に伴い、産業チェーンの中間に位置する光学部品産業は、製品開発の方向性を変え、製品構造を調整し、スマートフォン、セキュリティシステム、自動車用レンズといった新たな産業へと接近していくことになるだろう。

②技術アップグレードのトレンドの変化

ターミナル光電子製品画素数の向上、薄型化、低価格化の方向へと製品開発が進むにつれ、光学部品に対する技術要求も高まっています。こうした製品トレンドに対応するため、光学部品は材料面および製造プロセス面で変化を遂げてきました。

（１）光学非球面レンズが利用可能です

球面レンズによる結像には収差があり、鮮明度や歪みといった欠点が生じやすい。非球面レンズはより優れた結像品質を実現し、様々な収差を補正し、システムの識別能力を向上させる。複数の球面レンズ部品を1つまたは複数の非球面レンズ部品に置き換えることで、装置構造を簡素化し、コストを削減できる。一般的には、放物面鏡、双曲面鏡、楕円鏡が用いられる。

（２）光学プラスチックの幅広い利用

光学部品の主要な原材料は主に光学ガラスですが、合成技術の発展と加工技術の向上に伴い、光学プラスチックが急速に発展してきました。従来の光学ガラスは高価で、製造・再加工技術が複雑であり、歩留まりも高くありません。光学プラスチックは、光学ガラスと比較して、成形加工特性が優れ、軽量で低コストなどの利点があり、写真、航空、軍事、医療、文化、教育分野における民生用光学機器や装置に広く使用されています。

光学レンズ用途の観点から見ると、あらゆる種類のレンズやレンズはプラスチック製品であり、従来のフライス加工、精密研削、研磨などの工程を経ずに、成形プロセスによって直接成形できるため、特に非球面光学部品に適しています。光学プラスチックを使用するもう一つの特徴は、レンズをフレーム構造と直接一体成形できるため、組み立て工程が簡素化され、組み立て品質が確保され、生産コストが削減されることです。

近年、溶剤を光学プラスチックに浸透させることで、光学材料の屈折率を変化させ、原材料段階から製品特性を制御する手法が用いられてきた。近年、国内でも光学プラスチックの応用開発に注目が集まり始め、その応用範囲は光学透明部品からイメージング光学系へと拡大している。国内メーカーは、フレーム光学系の一部、あるいは全部において、光学ガラスの代わりに光学プラスチックを使用している。今後、安定性の低さ、温度による屈折率の変化、耐摩耗性の低さといった欠点が克服されれば、光学部品分野における光学プラスチックの応用範囲はさらに広がるだろう。