看此文前，先拿出你的手機，深情地看一下手機正面的攝像頭黑孔和背面的鏡頭黑孔。

今天就探討這1平方毫米的鏡頭黑孔的全球材料技術大戰，旨在鼓勵我們精心修煉，奮起追趕。

先看一下鏡頭結構示意圖：

本文要探討的就是透鏡組合+凹凸鏡的核心材料技術。

做透鏡可以用玻璃做，也可以用塑膠做。使用玻璃加工製作小透鏡時，要進行切削和拋光，需要花費不少工時，所以，不僅生產效率低下，還增加了生產成本。而且做這麼小的玻璃製品更屬於精加工，不同於做個水杯、酒杯、花瓶之類的物件。再加上還要滿足光學原理，所以玻璃透鏡存在很多天然的缺陷。

目前，壟斷全球透鏡材料50%以上獨家份額的是日本三井化學，他們的技術路線是用塑膠做，所以全球一半以上的手機鏡頭透鏡樹脂（塑膠）都是找日本三井化學拿貨，我們國產化學工業在這一領域處於技術缺失狀態，任正非、雷軍這些都要依託三井的材料，至於蘋果是否透過富士康找三井買材料就不得而知。

手機鏡頭雖小，技術卻和單反相機一樣

智慧手機上搭載的照相機雖然非常小，但是其中彙集了聚光成像的“透鏡”和記錄影像的“感測器”等部件，所以其基本結構與傳統的照相機沒有區別。

其中，聚光成像的透鏡是決定照片清晰度的重要部件，由凸鏡和凹鏡組合而成。普通照相機上使用的是口徑較大的玻璃材質的透鏡，而智慧手機的相機透鏡，則必須既小又輕才行。

透鏡在照相機中的作用，是接收光線並使其發生折射聚焦，形成照片的影象。就是說為了使照相機小型化，需要口徑雖小但可以收進充分的光線，雖然薄但可在近處聚焦的透明而且具高折射率的透鏡。並且，還要求具有雙折射較小的性質。所謂雙折射，是由於透鏡的光學性變形而使光線分為好幾個進路的現象，其結果就是使透過的影象出現了分散。雙折射小的話，就不會出現影象分散現象，從而拍攝出漂亮的照片。

人們對實現高畫質晰度畫面的需求就必須要有高效能的透鏡材料。日本三井化學的“APEL™”優質光學塑膠滿足了可加工生產最小直徑為4 mm、厚度僅為0.2 mm的凸鏡，目前三井化學引領全球這一材料領域半壁江山。

日本三井的高科技，就這個塑膠顆粒，屬於化學產品

將上圖中的小顆粒加熱熔化，倒入鋼模內即可成型（見下圖）。

上圖中成型物體前端的非常薄的圓盤狀物就是透鏡。將其切割下來，與其他透鏡相結合作為透鏡組合，搭載於智慧手機相機上。

透鏡組合L1～L5的5片透鏡中，L1、L4和L5這3片透鏡材料就是用APEL™材料加工的。

三井APEL™還具有吸水性小的特點，所以即使溫度和溼度等環境發生變化，透鏡都非常穩定，不會影響照片的清晰度。

照片美不美，就在於分子結構材料的核心技術競爭

影象不會分散的秘密，在於分子結構使用APEL™製作的透鏡，具有雙折射較小的性質。所謂雙折射，是由於透鏡的光學性變形而使光線分為好幾個進路的性質現象，使用雙折射小的透鏡，可拍攝出高畫質晰度的照片。為什麼APEL™材質的透鏡，其雙折射面積較小呢？

上述照片為APEL™（左）和方解石（右）。透過方解石看背面畫的十字，可看見雙重線條。這就是雙折射。另一方面，我們還知道APEL™的雙折射非常小。

APEL™的這個性質，與分子的結構相關。APEL™是乙烯與環狀烯烴加成聚合的環烯烴共聚物。根據乙烯與環狀烯烴的比例（x於y的數量）以及環狀烯烴的R1、R2的構成，成品塑膠的性質亦將發生變化。

乙烯和環狀烯烴，分別具有橫向拉伸分子的力量和縱向拉伸分子的力量。

①僅僅由乙烯聯結的分子具有的橫向拉伸的力量而發生正的雙折射。

②由環狀烯烴聯結的分子具有的縱向拉伸則發生負的雙折射。

三井APEL™材料早年沒用，差點夭折，終於在智慧手機上大有用武之地

APEL™材料在1980年代初作為配合光碟的基材進行研發的。但是，由於受到廉價的競爭產品的擠壓，最終停止了繼續開發。其後，雖然一直持續生產著，但終於還是有些熬不住了，也虧錢。

後面DVD時代誕生，全球都在流行卡拉OK和KTV，APEL™被用作DVD的示波器鏡頭（資訊讀取裝置用的鏡頭）的材料，這才讓該款材料得以繼續存活。APEL™優良的光學效能引起了正在探索用塑膠材質鏡頭取代玻璃材質鏡頭的生產廠家的關注，華為、蘋果、三星等很多企業都是三井的客戶，華為任正非和小米雷軍也必須要擁有這些材料的支援才能做出好產品。

在近十年的3G\4G\5G時代，APEL™材料被證明最適合用作照相機鏡頭的材料，可拍攝出高畫質晰度的照片。這樣為APEL™開創了作為智慧手機相機透鏡材料的道路。APEL™終於結出了辛苦之後的花朵，成為留在三井化學記憶中的材料之一，而且今後還將繼續為全球特種材料貢獻力量。

APEL™材料只是三井化學株式會社的千百種產品之一，三井化學的其它很多功能型特種材料都引領亞洲及全球市場，本號後續會陸續介紹。