AJI株式会社 吉田邦夫（Kunio Yoshida）完整深度资料

一、个人基础履历与身份定位

1. 核心职务

• AJI Co.,Ltd.（エージアイ株式会社，横滨精密光学厂商）创始人、代表取缔役社长，企业技术总负责人，全系列WLO晶圆级光学技术发明人；
• 日本微纳压印光学产业化先驱，EY Entrepreneur Of The Year 2008日本区候选企业家（精密制造赛道）；
• 全公司WLO、微透镜、光学母版相关专利第一发明人，全球美、欧、中日韩数百项授权专利均以其为核心发明人。

2. 从业背景（创业前积累）

吉田邦夫早年深耕精密模具+紫外光固化树脂光学两大领域：

1. 早期任职日系精密注塑光学企业，负责手机镜头非球面模具开发，深刻发现单颗镜头注塑成本高、一致性差、无法适配3D传感阵列行业痛点；
2. 90年代末接触半导体纳米压印技术，率先提出把晶圆级转印工艺移植到消费光学，是日本最早打通「半导体压印+光学透镜成型」跨界路线的工程师；
3. 2000年初独立创业成立AJI株式会社，定位只做树脂基WLO整套解决方案（设备+模具+透镜代工），区别于同期玻璃蚀刻WLO厂商。

二、吉田邦夫主导AJI完整发展时间线（WLO技术落地关键节点）

1. 2000–2007 技术预研期 吉田邦夫带领团队搭建初代UV晶圆压印实验线，攻克三大核心难题：高精度金属母版复制、超薄树脂脱模、整片晶圆均匀紫外固化；当时全球主流还是单颗注塑镜头，行业普遍不看好树脂WLO耐热性，他针对性开发耐高温改性光学UV树脂。
2. 2008 里程碑：WaferV WLO工艺全球发布 吉田邦夫作为唯一主讲人在日本光电展发布自研WaferV量产平台，同步提交全球PCT专利（WO2009/093382），是日本第一条可商用整片树脂晶圆透镜生产线。

• 核心创新：步进式晶圆转印，6/8英寸整片晶圆一次性成型数百颗非球面透镜/微透镜阵列；
• 解决痛点：传统单颗镜头良率85%，晶圆工艺良率提升至95%以上，单位成本降低40%；
• 适配SMT高温回流焊，解决树脂透镜高温变形行业短板。

1. 2010–2015 消费电子规模化落地 在吉田邦夫推动下，AJI进入日韩头部手机供应链，供应前置摄像头、结构光3D传感微透镜；同步布局母版（Stamper）自研自产，不再依赖外部模具厂商，形成「母版制作→晶圆压印→切割贴合」全闭环。 2015年美国核心专利US9149964、US9216549授权，覆盖WLO全套成型设备与工艺，发明人全部标注Kunio Yoshida。
2. 2016–2022 拓展车载LiDAR、AR光学 吉田邦夫预判车载感知光学需求，主导开发多层复合微透镜阵列晶圆贴合工艺，用于车载激光雷达接收端光学；推出高NA大口径WLO透镜，适配AR眼镜微型显示光学模组。
3. 2023–至今 下一代超薄WLO研发 持续更新专利，2025年公开LiDAR专用微透镜叠层专利US20250076544，提出无点胶整片键合方案，大幅缩小光学模组体积，由吉田邦夫独立发明。

三、吉田邦夫核心技术思想与WLO技术路线差异化

1. 技术路线选择（他确立AJI核心路线）

全球WLO分两大路线：

• 欧美/台湾：玻璃晶圆蚀刻WLO（高耐热、成本极高）；
• AJI吉田邦夫路线：全UV树脂晶圆压印WLO 他的核心判断：消费电子、车载中端传感对成本敏感，改性UV树脂光学性能可覆盖90%场景，整片转印量产优势无法替代，通过材料配方改良弥补耐热短板。

2. 四大原创技术（全部由其主导研发）

1. 高精度金属母版多级复制工艺 先通过光刻制备硅基主母版，再电铸金属工作母版，可循环使用上万次，大幅降低模具成本；专利核心保护点由吉田邦夫撰写。
2. 整片晶圆同步紫外固化系统 解决大尺寸晶圆光照不均、透镜面型偏移问题，保证整片数百颗透镜光学一致性。
3. 晶圆级光学元件一体切割+真空贴合制程 透镜成型后不拆片，整片与传感器晶圆贴合，减少对位误差，适配VCSEL阵列、ToF模组。
4. 多层微透镜无胶膜复合结构 2025最新专利，内置吸光遮光层一体化成型，省去人工点胶，缩小3D传感模组厚度。

3. 行业价值定位

在吉田邦夫商业化推动前，WLO仅停留在实验室样品；他是日本树脂基WLO产业化第一人，建立日系消费级晶圆光学完整供应链标准，与大塚光学、住友电工形成日系WLO三足格局，但后两者以玻璃路线为主，AJI是唯一专注树脂量产路线厂商。

四、专利布局详细拆解（吉田邦夫核心知识产权）

1. 全球专利覆盖区域

日本本土、中国、美国、欧盟、韩国，累计授权发明专利超多项，全部第一发明人：

1. 设备类：晶圆压印机、母版电铸设备、紫外固化曝光装置；
2. 工艺类：透镜转印、脱模、晶圆贴合、多层光学复合；
3. 材料结构类：耐高温光学树脂透镜、LiDAR微透镜阵列、3D传感衍射光学元件DOE。

2. 代表性核心专利

1. US9149964（2015授权）：晶圆透镜批量转印成型基础专利，AJI所有WLO设备底层技术；
2. US9216549：晶圆光学元件与传感器连续对位贴合工艺；
3. US20250076544（2025公开）：车载LiDAR多层微透镜叠层结构，当下车载光学核心方案；
4. 中国专利CN102232014A：中日合作WLO压印工艺，昭和电工+AJI联合申请，吉田邦夫核心发明人。

五、企业经营与客户战略（吉田邦夫经营思路）

1. 垂直一体化战略 吉田邦夫坚持不外包核心环节：母版加工、UV树脂调配、压印设备自研、透镜代工自产，避免核心技术外流；区别于同行只做透镜代工，AJI可向客户出售整套WLO生产设备。
2. 客户分层布局

• 消费电子：日韩手机厂、Face ID/ToF模组供应商；
• 车载光学：日系Tier1车载感知厂商，LiDAR接收透镜；
• 新兴市场：AR/VR微型光学、医疗内窥镜微透镜阵列；

1. 技术开放模式 对外提供WLO工艺授权+设备销售，扶持下游光学模组厂，扩大树脂WLO路线行业占有率，是吉田邦夫推广自研技术的核心商业策略。

六、行业评价与公开活动记录

1. 展会演讲：日本光电展OPTO、SPIE国际光学大会、车载激光雷达峰会常年特邀演讲嘉宾，分享树脂WLO量产方案；
2. 行业奖项：2008年度日本企业家奖精密制造赛道入围，表彰其全新晶圆光学量产工艺创新；
3. 行业定位：日系微型光学领域公认「树脂WLO产业化奠基人」，国内光学设备、镜头厂商技术对标核心对象。

七、吉田邦夫技术路线优缺点总结（行业客观对比）

优势（其路线核心竞争力）

1. 整片晶圆批量生产，量产成本远低于玻璃WLO与单颗注塑；
2. 微透镜阵列、DOE衍射结构成型自由度更高，曲面、微结构一次成型；
3. 设备投资门槛低于玻璃蚀刻产线，中小光学厂可导入。
   短板（吉田团队持续改良方向）
4. 高端车载高温场景极限耐热弱于玻璃，需定制改性树脂；
5. 大功率长距离LiDAR高能量场景仍需搭配玻璃保护片；
6. 吉田团队持续研发高Tg光学树脂，逐年提升耐高温上限。

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二、核心发明构思**采用两套独立转印模具（第一模具、第二模具）分阶段顺序转印，实现树脂成型体双面微结构一体成型；同时可利用母模制作中间复制模，保护原版母模。**简单概括：**分步双面转印工艺 + 可复制中转模具体系**。

三、完整工艺步骤（造形方法，权利要求核心工艺路线）1. **第一次转印工序**准备**第一转印模具**（带有第一光学凹凸图案）；在基材表面涂布液态UV固化树脂；将第一模具按压至树脂层，UV照射局部固化，把模具图案转印至树脂一侧；之后剥离第一模具，得到带有单面微结构的半成品树脂层。2. **第二次转印工序（关键创新）**准备**第二转印模具**（带有第二光学凹凸图案，可与第一图案相互匹配、构成双面光学结构）；将半成品树脂未成型的另一面贴合第二模具型腔；再次施加压力+UV固化，**在树脂相反表面转印第二套微结构**。3. **完全固化与脱模**双面图案全部成型后整体充分光固化，剥离第二模具，直接获得**双面带有精密微结构的一体化光学成型品**。
延伸衍生方案（说明书记载）该工艺还支持**模具复刻流程**：原版母模→树脂转印→得到复制模（工作模）；量产时使用低成本复制模反复生产，原版母模极少上机，大幅延长母模寿命。

四、造形装置（模具系统结构）整套设备由两组独立压印模组构成：1. **第一成型单元**包含第一转印模具、加压机构、UV光源；负责制品A面图案转印。2. **第二成型单元**包含第二转印模具、对位调节机构、加压单元、UV固化装置；负责制品B面图案转印。3. **工件搬运/定位机构**用于一次转印完成后，将半成品树脂工件精准移送至第二模具，控制两次转印图案相对位置精度。4. **树脂供给机构**：涂布液态光固化树脂。> 模具形态：刚性平板转印模；**模具型腔内部没有支架构件**（这是和江苏敏而最新专利最大分水岭）。

五、专利核心有益效果1. 无需二次贴合，**一体成型双面微结构光学件**，消除贴合错位、气泡；2. 可以分开管控两面转印压力、UV曝光条件，两面成型工艺独立可调；3. 支持原版母模复制中转模具，降低高端母模磨损；4. 适合连续量产微透镜阵列、光学导光薄片、相位膜等超薄光学元件；5. 相比一次性双面合模成型，降低同时密封两套精密模具的制造难度。

六、核心权利要求概括（JP5432769B2授权范围）
权利要求1（方法独立权利）一种造型方法，包含：利用第一转印模具，将图案转印至光固化性树脂层一面的第一转印工序；之后利用第二转印模具，将图案转印至所述树脂层相反面的第二转印工序；两次转印分别实施光固化处理，获得双面带有凹凸图案的树脂成型体。### 权利要求对应装置独立权利一种造型装置，具备：搭载第一转印模具的第一成型单元；搭载第二转印模具的第二成型单元；工件移送机构，将经过第一单元转印后的树脂工件输送至第二单元实施反面转印；各组配置加压机构与光照射固化单元。

七、和江苏敏而「支架构件模具」技术关键对比|对比项|JP2008-276724（AJI旧专利）|江苏敏而中国专利（支架方案）|| ---- | ---- | ---- ||成型逻辑|先后两次分开转印，双面分步成型|一套上下对模，一次合模成型||模具内部构件|型腔无任何内置支撑件|模具之间预先放入透明支架构件||解决痛点|实现双面微结构分步转印、母模保护|超薄件固化翘曲、液态树脂流动漂移||申请起源|日本2008年首次申请|2022年直接在中国首次申请，无日本优先权||成型产物|微透镜阵列、双面结构光学薄膜|超薄一体化薄片（树脂+支架一体成型）

八、检索与原文获取途径日本官方数据库：J-PlatPat检索输入：出願番号：2008-276724可直接下载特開2010-105317A日文全文PDF、授权公报JP5432769B2。]]> 技术领域
本发明涉及一种成型方法、一种制造透镜的工艺、一种成型装置、一种生产冲压器的工艺、一种主生产装置、一个冲压器生产系统以及一个冲压器生产装置。
背景艺术
专利文件1披露了一种利用具有表面的模具制造微透镜阵列的方法。该方法包括以下步骤：利用模具将第一树脂硬化为第一基底上的透镜形状，形成多个镜头基材;将透镜基底排列成阵列;通过对阵列透镜基材进行镀层，形成带有表面的主控板，以便形成镜片形状;通过在主表面上镀层形成透镜形状，形成母体;利用母体形成成型模具;利用模具硬化并形成第二种树脂，使其在第二个基材上形成透镜形状;并进行干蚀以去除第二种树脂和第二底片的一部分。
专利文件2披露了一种通过在母印机表面顺序转印细微图案来制造细结构的方法。该方法包括以下步骤：（1）将母印板固定在基材的特定位置;（2）在母冲压器与基材之间提供树脂;（3）在真空中将母印件压在树脂上;（4）硬化树脂;（5）将母冲压器与硬化树脂分离;（6）移动母冲压器或树脂，以改变母冲压器与树脂之间的相对位置;（7）在步骤（6）之后重复步骤（2）至（6）次数。

• [专利文件1] JP-A编号2005-041125
• [专利文件2] JP-A编号2003-094445

发明披露
发明中待解决的问题
然而，专利文件1和2中披露的技术使得制造高精度透镜如非球面透镜变得困难。
本发明的目标是提供一种能够比传统技术更高精度成型成型材料（如透镜）的成型方法和成型装置，提供一种生产比传统透镜更高精度的工艺及生产相关冲压器的工艺，并提供一个主生产装置， 一个冲压器生产系统和一个冲压器生产装置。
解决问题的方法
发明的第一个方面是成型方法，包括：将待成型品与转印构件接触，并将待成型件转化为转印件上形成的转印形状，转印形状与非球面透镜部分相等或反向;硬化步骤，至少硬化待成型的部件的变形部分;分离步骤，将待成型品与转接构件分离;以及将转移构件移动到待成型物体其他位置的移动步骤。将转印形状转移到待成型品的转移步骤会重复不止一次。
理想情况下，转化步骤包括：将待成型品注入基底中多个孔中的注射步骤;以及将要成型的物品注入孔中的转接件接触步骤。
理想情况下，注入步骤和接触步骤交替重复多次。
理想情况下，调整转动构件与待成型件接触位置间的间距，或根据被成型件的收缩程度改变转动构件的形状。
理想情况下，变形步骤是利用仅形成一个非球面透镜形状或反向形成非球面透镜形状的转印构件来变形待成型的物品。
最好使用由轻质固化材料制成的模具。硬化步骤通过辐射光使待成型的物品变硬。
最好使用由热固化材料制成的模具。硬化步骤通过加热使物品硬化以便成型。
最好是非球面透镜成型。
最好是用用于成型非球面透镜的模具。
发明的第二个方面是制造透镜的工艺，包括：通过重复一个转印步骤来成型具有多个形状的模具，这些模具与转印形状相反，该转印步骤包括：将待成型的物体与转印构件接触的变形步骤，该转印形状与非球面透镜部分相等，并对需塑形的物品;硬化步骤，至少硬化待成型的部件的变形部分;分离步骤，将待成型品与转接构件分离;以及将转移构件移动到待成型物体其他位置的移动步骤。制造透镜的过程还包括：通过成型步骤成型的模具，将具有多个非球面透镜部分组成的透镜阵列形成;以及将由透镜阵列形成的透镜阵列分割为至少有一个非球面透镜部分的多支透镜的分割步骤。
发明的第三个方面是成型装置，包括：支撑待成型物品的支撑部分;一种可接触的转接构件，用于成型，由支撑部分支撑，并包含与非球面透镜部分等或反向成型的转印形状;一种移动装置，能够移动至少一个支撑部分和转移构件，从而将转移构件与受支撑部分支撑的被成型件分离，并相对移动并与待成型件的另一个位置相较地移动并接触;一种硬化装置，至少接触被成型件的转移构件，硬化变形后的部分;以及控制部分，至少控制移动装置和硬化装置，使转移形状多次传递到待成型的物体上。
发明的第四个方面是制造透镜的工艺，包括：生产主生产步骤，即生产至少有一个转射平面与透镜表面形状相等的主镜;印章生产步骤，即制作一个平面形状反向且与转印平面相反的冲压器;以及通过将反向形状的平面转移到镜头材料上来制造镜头的生产步骤。主生产步骤包括：将母材料与转印构件接触的变换步骤，转印形状反向形成于透镜的非球面透镜部分，并将母材料变形为转印形状;硬化步骤，至少硬化部分的主材料;以及将母材料与转移构件分离的步骤。将转移形状转移到母材料的转移步骤会重复多次，使转移构件在变形步骤中依次接触主材料的不同位置。
理想情况下，变换步骤使用仅在一个非球面透镜形状反向形成形状的转移构件。
最好使用由轻质固化材料制成的主材料。硬化步骤通过辐射光线使主材料硬化。
最好使用由热固化材料制成的主材料。硬化步骤通过加热使母材料硬化。
最好使用由光固化树脂制成的透镜材料。镜头制造步骤包括一个硬化步骤，利用两块冲压器之间辐射的光线，使反向形状的平面相对放置，且反向形状的平面相互匹配或不同。
最好使用由光固化材料制成的透镜材料。镜头制造步骤包括一个硬化步骤，利用冲压器与相对构件之间辐射的光线硬化透镜材料，而镜头材料位于冲压器和对面构件之间。
最好使用成型材料，如热固化材料。成型品生产步骤通过加热硬化热固化材料。
理想情况下，冲压器生产步骤包括：在母机转移面上沉积金属离子的沉积步骤;以及通过沉积金属离子形成的主冲压器与压印器的分离步骤。
发明的第五个方面是生产冲压器的工艺，包括：生产主生产步骤，即生产至少有一个转印平面与透镜表面形状相同的主模;以及冲压器的生产步骤，即制造一个反向形状且与转移面相反的冲压器。主生产步骤包括：将母材料与转印构件接触的变换步骤，转印形状反向形成于透镜的非球面透镜部分，并将母材料变形为转印形状;硬化步骤，至少硬化部分的主材料;以及将母材料与转移构件分离的步骤。将转移形状转移到母材料的转移步骤会重复多次，使转移构件在变形步骤中依次接触主材料的不同位置。
发明的第六个方面是主生产装置，包括：支撑用于生产母版的主材料的部分，该部分至少有一个转印面与透镜表面完全一致;一个可接触的转印构件，用于支撑部分所支撑的主材料，并包含一个反向形成于透镜非球面透镜部分的转印形状;移动装置，至少移动支撑部分和转移构件中的一个，以接触并分离转移构件与支撑部分所支撑的主材料;一种硬化装置，至少接触主材料的转移构件，并硬化变形的部分;以及控制部分，用于控制至少移动装置和硬化装置，以驱动移动装置，使转移构件依次接触主材料的不同位置，转移形状多次转移到主材料的不同位置。
发明的第七个方面是冲压器生产系统，包括：用于生产至少一个转印平面与透镜表面形状相同的母版;以及一个冲压器生产装置，该装置包含一个反向形状的平面，与主生产装置生产的母版转印面相反，并通过将反向形状的平面转印到透镜材料上来生产一个冲压器。主制作装置包括：支撑用于制作母版的主材料的支撑部分;一个可接触的转印构件，用于支撑部分所支撑的主材料，并包含一个反向形成于透镜非球面透镜部分的转印形状;移动装置，至少移动支撑部分和转移构件中的一个，以接触并分离转移构件与支撑部分所支撑的主材料;一种硬化装置，至少接触主材料的转移构件，并硬化变形的部分;以及控制部分，用于控制至少移动装置和硬化装置，以驱动移动装置，使转移构件依次接触主材料的不同位置，转移形状多次转移到主材料的不同位置。
发明的第八个方面是制造透镜的工艺，包括：冲压器的生产步骤，即制造一个反向形状平面、与透镜透镜表面反向的冲压器;以及通过将反向形状的平面转移到镜头材料上来制造镜头的生产步骤。冲压件的制作步骤包括：使用光学透明冲压材料的变形步骤，使冲印材料与转印件接触，该构件包含与透镜非球面透镜部分等比例的转印形状，并将冲印材料变形为转印形状;硬化步骤，至少硬化冲压材料的变形部分;以及将冲压材料与转接构件分离的步骤。将转移形状转移到冲压材料的转移步骤会重复多次，使转移构件在变形步骤中依次接触冲压材料的不同位置。镜头制作步骤包括：使用由光固化材料制成的透镜材料，并将镜头材料转化为冲模的反向平面;以及通过向镜头材料辐射光线以使光线通过冲压器来硬化镜头材料的硬化步骤。
发明的第九个方面是制造冲印件的工艺，包括：利用光学透明冲印材料的变形步骤，使冲印件与转印件接触，该转印件包含与透镜非球面透镜部分相同的转印形状，并将冲印件材料变形为转印形;硬化步骤，至少硬化冲压材料的变形部分;以及将冲压材料与转接构件分离的步骤。将转移形状转移到冲压材料的转移步骤会重复多次，使转移构件在变形步骤中依次接触冲压材料的不同位置。冲压器用于制作透镜。使用透镜材料，如光固化材料。透镜材料被转变为反向形状的冲压平面，反向形状的平面则与透镜的透镜表面反向形成。光线被辐射到变形后的透镜材料，通过冲压器并使透镜材料变硬。
发明的第十个方面是印模生产装置，包括：一个支撑部分，支撑光学透明的印章材料，用于制造具有反向形状平面、与透镜镜面反向形成的冲压器;一个转印构件，该构件可接触于由支撑部分支撑的冲压材料，并包含与透镜非球面透镜部分相同的转印形状;一种移动装置，可移动至少一侧支撑部分和转移构件，以接触并分离转移构件与支撑部分支撑的冲压材料;一种硬化装置，至少接触冲压材料的转移构件，并硬化变形的部分;以及控制部分，用于控制至少运动装置和硬化装置，以驱动运动装置，使转移构件依次接触冲压材料的不同位置，并将转移形状多次转移到冲压材料的不同位置。冲压器是为制造镜头而制造的。使用透镜材料，如光固化材料。透镜材料被转变为反向形状的冲压平面，反向形状的平面则与透镜的透镜表面反向形成。光线被辐射到变形后的透镜材料，通过冲压器并使透镜材料变硬。
发明的影响
本发明可提供一种成型方法和成型装置，能够比传统技术更高精度地成型镜片，提供生产比传统镜片更精密的工艺及生产相关冲压器的工艺，并提供主生产装置， 一个冲压器生产系统和一个冲压器生产装置。]]> 利用玻璃光刻掩模制作了Ni电铸型，并采用特有的的树脂材料制备了图案介质（技术基于纳米压印工艺 ），使用半导体工艺进行制造图案。
优势：
1.传统注塑成型工艺的透镜和玻璃研磨的透镜中的光学零件的画不能长期小型化和降低成本。

2.通过纳米印花成型的数十纳米-数μm尺寸的图案具有高性能功能平板镜头使用有机-无机材料，耐热性也高。

3.与传统半导体工艺（光刻蚀刻）相比，纳米喷流技术的量产性要高得多。

4.在材料中混合特殊矿物还可提高IR区域的透射率。

实现低成本。
]]> 1. 母模制备（半导体光刻工艺）以玻璃为基底，通过精密光刻掩模制作纳米级原始微结构母版，形成超表面所需亚波长图案。
2. Ni镍电铸成型（金属硬模复制）对玻璃母模进行电铸复刻，得到高硬度、高寿命的镍金属压印模具，实现母模保护与批量复制。
3. 纳米压印成型（NIL核心工艺）采用自主有机-无机复合树脂作为图案介质，通过纳米压印精准复刻数十nm～数μm跨尺度微结构。
4. UV固化成膜｜成品超表面透镜光固化定型，形成具备相位调控、超薄平面特性的Meta-surface Lens光学器件。技术核心原理传统思路：全程光刻/研磨/注塑 → 成本高、难以微型化、耐热差、量产受限。
创新思路：「光刻做母模 + 电铸复制硬模 + 纳米压印大规模复制」用半导体工艺保证精度，用模具转印体系保证量产与低成本，完美解决超表面透镜“精度高、难量产、贵”的行业痛点。
四大核心技术优势
优势1：彻底突破传统光学器件小型化、低成本瓶颈传统玻璃研磨、塑料注塑透镜受工艺限制，无法持续极致微型化且降本困难。本方案采用平面超表面架构+纳米压印批量复制，可实现镜头超薄、扁平化、阵列化，适合终端长期小型化迭代与规模化降本。
优势2：有机-无机杂化树脂，兼顾超高精度与高耐热性适配数十纳米至数微米跨尺度精密图案成型，精准实现超表面相位调控功能；相比普通有机树脂，耐热稳定性大幅提升，适配车载、工业等高可靠场景。
优势3：量产性远超传统半导体光刻工艺仅一次性使用高端光刻制备母模，后续全部依靠镍模具纳米压印复制结构。极大降低设备与制程成本，量产效率、良率与吞吐能力远优于直接光刻蚀刻制备镜片。
优势4：特种矿物改性树脂，提升红外透射性能在树脂体系中掺杂特殊矿物成分，优化IR红外波段透过率，适配红外成像、3D传感、车载夜视等高端应用场景，实现高性能+低成本双重优势。
技术总结技术核心价值：以成熟转印模具工艺为基础，结合纳米压印与改性光学树脂，实现「高精度超表面透镜的工业化、低成本、可规模化量产。
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随着车载感知、3D 传感、红外机器视觉持续向小型化、扁平化、低成本方向迭代，超表面平面透镜被认为是下一代轻量化光学核心器件。但当前主流制造路线存在明显短板，制约大规模商业化落地：

传统玻璃研磨透镜依赖精密曲面磨削加工，器件厚度大，难以实现极致微型化；加工周期长、良率管控难度高，持续规模化降本空间有限，无法适配平面超表面纳米结构制备。

塑料注塑成型光学元件常规注塑工艺仅能稳定复刻微米级结构，难以实现数十纳米亚波长图案成型；模具磨损快，微纳结构复刻精度不足，不满足超表面相位调控要求。

半导体光刻 / 蚀刻直接制备方案采用电子束曝光、DUV 光刻逐片加工超表面，图形精度达标，但设备投入极其高昂、单片制程耗时久、产能受限。仅适合实验室样品研发，很难支撑大批量市场化供货。

综合来看，市场亟需一套兼顾纳米级成型精度、高量产能力、可控成本、环境耐受性良好的超透镜工业化制造方案。

二、工艺方案

技术整体路线

半导体光刻制备玻璃母模 → Ni 镍精密电铸复制金属硬模 → 上下双金属模具 UV-NIL 纳米压印合模成型 → UV 光固化 → 脱模获得超表面透镜成品

各工序详细说明 玻璃光刻母模制备以石英 / 玻璃作为基底，依托半导体光刻工艺制作带有超表面亚波长图案的原始母版，结构尺寸覆盖数十纳米至数微米区间。母模仅少量制备，作为原始图案载体，不直接投入量产，减少高精度原版损耗。

镍（Ni）电铸金属硬模复制对玻璃母模表面进行导电化处理，通过精密电铸工艺剥离成型镍金属压印模具。镍模硬度高、耐磨、可反复多次压印，有效保护昂贵光刻母模，是量产阶段核心成型模具。

上下对置式 UV-NIL 纳米压印核心成型工序采用上下两块镍金属模具对位组合成型结构：① 在模具型腔之间涂布自研有机 - 无机杂化液态树脂；② 上下模具精准对位、缓慢合模施压，树脂充分填充模具表面全部纳米凹凸型腔；③ 透过模具施加紫外光照射，树脂发生光聚合固化，一次性在树脂两面同步复刻超表面微结构；④ 固化完成后开模、脱模，得到带有精密亚波长图案的超表面透镜。

工艺特点：常温 UV 压印，区别于高温热压印；一次合模可实现双面微结构成型，压力分布均匀，能够有效改善超薄树脂层固化翘曲、树脂流动偏移问题。

核心介质材料：有机 - 无机杂化光学树脂针对性开发专用图案介质树脂体系：

具备优异流动性与复刻能力，精准还原纳米级超表面单元；

相较于纯有机 UV 树脂，耐热性能显著提升，适配车载、工业等高温度工况；

通过掺入特种无机矿物填料，调控光学吸收特性，提升红外波段透射率，适配红外传感场景；

固化收缩率可控，降低微结构形变风险，保障光学一致性。

三、竞争优势

打通光学器件持续小型化与规模化降本路径摆脱曲面透镜形态限制，依托平面超表面架构实现镜头超薄化、轻量化、阵列化。对比研磨、注塑工艺，更容易跟随终端产品迭代持续缩小光学模组体积，同时依靠模具复制模式实现大批量生产，形成长期成本优势。

材料体系同时满足高精度成型与高环境耐受性有机 - 无机杂化树脂兼顾纳米图案复刻能力与耐热特性，解决普通有机树脂不耐温、容易变形失效的痛点；矿物改性方案强化红外透光性能，形成材料层面差异化竞争力。

量产效率远优于直接半导体光刻工艺前端仅一次性投入半导体工艺制作少量母模，大批量生产依靠镍金属模具 + 纳米压印完成。高端微加工成本被充分摊薄，产能、吞吐效率大幅超越逐片光刻蚀刻路线，具备工业化量产基础。

上下双面对模成型架构，成型精度可控可同步成型双面超表面微纳结构，无需后期贴合工序，规避贴合带来的对位偏差、气泡缺陷；成型压力均匀，适合大尺寸、超薄平面光学元件稳定制造。

四、目标应用市场

车载光学：近红外夜视、激光雷达接收端平面光学组件

消费电子：3D 传感、人脸识别超薄光学模组

工业领域：红外检测设备、机器视觉平面成像镜头

安防行业：轻量化红外成像光学系统

五、技术未来展望

工艺持续优化持续优化镍电铸模具表面粗糙度、脱模特性；进一步优化压印压力、UV 曝光时序、树脂配方，持续提升良率，降低单枚器件制造成本；探索卷对卷纳米压印工艺，适配更大规模量产需求。

产品谱系拓展在单面 / 双面超表面透镜基础上，拓展偏振调控元件、光束整形平面光学器件，形成系列化平面光学产品矩阵。

场景深度落地重点面向车载红外感知、高端 3D 传感赛道推进样品验证与客户导入；依托轻薄、平面化优势，推动超表面透镜逐步替代传统部分曲面光学镜头。

技术壁垒持续构建围绕模具精密复制工艺、杂化光学树脂配方、上下对模纳米压印成型工艺持续完善知识产权布局，巩固从母模制备、模具复刻到压印量产、材料配套的完整产业链技术优势。]]> 随着消费级AR、MR近眼显示产业快速爆发，产品持续向超大视场、高通透、全天候使用、极致轻薄、低成本普及五大核心方向迭代。衍射光波导作为目前唯一能够实现“通透式现实融合”的核心光学载体，已经成为高端AR设备的标配核心器件。但当前全球光波导制造工艺长期陷入两极分化的结构性瓶颈，无法同时满足高性能与大规模量产需求，严重制约行业普及速度。
1. 半导体光刻+干法刻蚀
工艺通过多次掩模光刻、干法刻蚀制备纳米级光栅，优势是光栅侧壁垂直、线条极致精细、光学成像质量顶级，是目前高端品牌旗舰产品的主流工艺。但该工艺存在无法商业化的致命短板：设备投入极其昂贵、工艺流程超长、多层光栅对位难度极大、整体良率偏低、单片制造成本居高不下。仅适用于实验室研发、高端限量样机，完全不具备消费级百万级量产能力，无法支撑行业规模化降价与普及。
2. 传统软膜纳米压印
行业低端量产普遍采用PDMS软性模板压印模式，优势是模具成本低、成型速度快。但软膜本身材质柔性大、刚性不足，压印过程极易发生拉伸变形、边缘塌陷、线条模糊，导致光栅周期、槽深、侧壁角度一致性差，直接造成AR画面重影、彩散、亮度不均、杂光严重。同时配套使用的普通UV纯有机树脂耐热性、抗黄变、耐老化性能极差，设备长期佩戴使用易发黄、形变、光学衰减，无法做大视场、全彩、高可靠高端AR产品。
行业核心痛点总结
全球光波导产业长期存在无法破解的矛盾：高精度工艺不能量产、可量产工艺精度差、可靠性低。市场极度缺少一套能够同时实现「光刻级超高精度、硬模结构高稳定性、材料高耐候性、大批量低成本量产」的新一代光波导制造体系。
在此产业背景下，自研上下双金属硬模UV-NIL纳米压印成型技术平台，针对性解决行业现有工艺的所有短板，打造兼顾顶级光学性能与极致量产能力的新一代AR衍射光波导量产方案。
二、整套创新制造工艺方案
技术整体路线
半导体光刻制备光栅母模 → Ni镍精密低应力电铸金属硬模复刻 → 上下双金属硬模高精度对位UV-NIL纳米压印 → 高折耐候杂化树脂常温固化成型 → 光学镀膜/精密后处理 → 高性能AR衍射光波导成品
各工序详细说明（强化技术创新性）
1. 高精度光栅光刻母模制备
采用半导体级精密光刻工艺，在高纯度石英玻璃基底上制备亚微米级超高精度衍射光栅结构，一次性完成入射耦合光栅、扩瞳光栅、出射光栅全区域微纳图案制备。可精准定义光栅周期、沟槽深度、光栅倾角、侧壁垂直度等核心光学参数，结构精度对标高端光刻刻蚀水准。
母模仅小批量制备，作为全生产线统一的结构精度基准，不参与量产损耗，从源头保障所有批次光波导产品的结构一致性与光学稳定性，杜绝传统量产工艺的结构性偏差。
2. 低应力镍金属硬模精密复刻工艺
针对AR超细光栅易变形、易失真的痛点，采用低应力精密镍电铸技术，将光刻母模的纳米级光栅结构1:1无失真复刻至金属模具。区别于行业传统软膜，镍金属硬模具备超高硬度、超高结构刚性、零拉伸形变、脱模性能优异的核心特性，可稳定重复压印数千次以上，长期量产结构不衰减、不失真、不磨损。
彻底解决软模工艺普遍存在的光栅塌陷、边缘模糊、角度偏移、批次差异大等顽疾，为高端光波导稳定量产提供核心模具基础。
3. 上下对置双金属硬模UV-NIL成型工艺
市面主流压印工艺均为「单面压印、分次成型」，需要二次对位、二次贴合，极易产生累积误差、对位偏移、气泡、胶水不均等缺陷。本方案上下双刚性金属模具同步压印：
① 在高透超白玻璃基底表面均匀涂布自研高折射率有机-无机杂化树脂；
② 上下双面光栅模具通过微米级对位系统精准校准，闭合均匀施压；
③ 液态树脂完全填充纳米光栅沟槽，完整复刻双面精细衍射结构；
④ 常温UV光固化定型，树脂固化收缩率极低，结构零形变、零位移；
⑤ 脱模后直接得到双面高精度一体化衍射光波导。
本工艺一次合模同步完成双面光栅成型，无需二次加工、二次贴合，从根源杜绝重影、错位、气泡、亮度不均、杂散光超标等行业通病，大幅提升成像纯净度与画面均匀性。
4. AR专用有机-无机杂化树脂体系（材料层面核心优势）
针对AR设备长期佩戴、全天候使用、高温高湿环境的严苛要求，定制开发专属高折、高稳、高透杂化树脂材料，全面碾压传统纯有机UV树脂：
高折射率匹配：精准匹配玻璃基底全反射条件，大幅提升光场传输效率、出光均匀性，有效提升整机亮度与能效；
超强耐候抗黄变：无机骨架改性结构，彻底解决传统树脂长期光照、高温环境下发黄、老化、变软、形变问题，大幅延长AR设备使用寿命；
超低固化收缩：有效抑制光栅微结构畸变、翘曲、应力残留，保证大批量产品光学一致性；
高透光、低雾度：提升环境透光率，实现AR高清通透显示，兼顾虚拟画面清晰度与现实场景通透感。
三、优势
1. 打破行业二元僵局：实现「光刻级顶级精度 + 压印级极致成本」双重碾压优势
传统高端光刻刻蚀工艺精度高但成本昂贵、无法量产；传统软模压印可量产但精度差、画质差、可靠性低。本技术方案完美融合两者优点：模具结构精度对标半导体刻蚀工艺，光栅线条锐利、侧壁垂直、光学性能顶级；量产模式依托金属模具复制+纳米压印，极大压缩制造成本，可将高端光波导成本降低50%以上。是目前行业唯一能够实现「旗舰画质、消费级价格」的光波导量产方案，彻底解决AR产业高价难以普及的核心痛点。
2. 双面硬模同步成型，精度、一致性、良率全面领先行业
市面所有量产光波导均为单面分次压印，存在多次对位误差累积、贴合瑕疵、结构不对称等问题。本方案采用上下双刚性金属模具一体成型，模具无形变、对位精度极高、压力全域均匀，双面光栅结构一次成型、高度对称。大幅降低重影、色散、杂光、亮度不均等光学不良，良品率、画面纯净度、成像均匀性显著优于传统工艺，可稳定支撑大视场、全彩、高动态AR高端产品量产。
3. 自研杂化树脂材料体系，彻底解决AR设备长期可靠性短板
绝大多数消费级AR产品的老化、发黄、画质衰减问题，根源均为普通有机树脂耐候性不足。本方案采用有机-无机杂化改性树脂，在耐热、耐湿、抗紫外、抗老化性能上实现质的突破，能够适配车载高温、户外强光、日常长期佩戴等复杂工况，解决行业长期存在的材料老化痛点，大幅提升产品耐用性与用户体验。
4. 超高量产能力，适配百万级规模化商业化落地
采用「母模一次制备、金属模具无限复制、压印快速成型」的模式，前端高精度光刻工序仅需一次性投入，后续量产环节成本极低、速度极快、可自动化连续生产。相比半导体刻蚀工艺产能提升数十倍，可快速支撑消费级AR眼镜、车载AR-HUD等产品的大规模出货，是唯一适配未来AR全民普及的国产高端制造工艺。
5. 工艺延展性极强，可覆盖全品类平面光学器件
纳米压印工艺平台具备极强通用性，除衍射光波导外，可无缝兼容超表面透镜、偏振光学器件、光束整形器件、微结构光学薄膜等多种高端光学产品，可快速搭建完整平面光学产品矩阵，技术迭代与产业拓展空间巨大。
四、目标应用市场
消费级AR眼镜：主打轻薄化、全彩高清、大视场衍射光波导，适配大众消费级智能穿戴设备，支撑产品平价普及。
MR混合现实设备：高均匀性、低杂光、高稳定性扩瞳光波导光学系统，满足虚实融合高端成像需求。
车载AR-HUD：大尺寸、高耐候、高清衍射光导成像组件，适配车载高温、强光、高可靠严苛工况。
工业/安防/专业AR设备：高稳定性、抗老化、全天候工作的专业近眼显示光学系统，适配工业作业、安防巡检、医疗辅助等专业场景。
五、技术
工艺持续精细化迭代
持续优化镍电铸模具平整度、脱模性能、光栅结构一致性，进一步提升大尺寸光波导良率；迭代升级高折杂化树脂配方，持续提升透光率、色域表现与耐候等级，无限逼近顶级进口光波导性能。
高精度光栅模具复制技术、双面同步压印成型工艺、高耐候高折杂化树脂配方、设备专属成型。]]>