Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

New platform for the next generation optical components.

Alternativ tittel: Slå det mennesklige øyet

Tildelt: kr 9,0 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

269000

Prosjektperiode:

2017 - 2022

Organisasjon:

HybridMEMS løsningen er ny og innovativ og gir noen muligheter som ikke vil være tilgjengelig i ordinær skivebasert MEMS prosessering. Sammen med de resultatene vi har fått og får i vår tidligere og løpende prosjekter vil gi en god plattform for å utvikle og introdusere nye produkter som OIS og en kombinert OIS-AF. Den store forskjellen når man sammenligner med ordinær MEMS prosessering er at man introduserer mikromontasje på skivenivå slik at man kan bygge små tredimensjonale strukturer billig og effektivt. En viktig drivende kraften for denne innovasjonen er at man kan få en rimeligere komponent med større ytelse. Et annet viktig element vil være en økt frihet til å designe og prosessere enkelt deler og sette de sammen i sluttfasen. Det kan også føre til bedre funksjonalitet og ytelse. Det viktigste aktivitetene så langt har vært: - Basert på oppdatert informasjon fra markedet, vi har gjort en ny teoretisk evaluering av en Hybrid-MEMS løsning for linser med stor apertur (vesentlig større enn 2.5 mm). Nye konsepter knyttet til både design og prosess integrasjon (MEMS prosessering og sammenstilling) har blitt simulert. Kriteriene for evalueringen har vært knyttet til egnethet i volumproduksjon, tekniske utfordringer, produksjonskostnader og "time to market". Studien har allikevel vist at den foreslåtte Hybrid MEMS-tilnærmingen ikke passer best for en stor apertur TLens. Da har vi valgt å fokusere designaktiviteten på et nytt konsept for en frittstående OIS. - Vi har utført teoretiske simuleringer av det nye konsept for OIS. - Vi har startet en aktivitet for utvikling av "bimorph PZT actuators" i samarbeid med en gruppe på School of Electrical Engineering and Telecommunication, University of South Wales (UNSW), Sydney, Australia. Samarbeid betingelsene er nå avklart og prosjektet er klar til start. - Vi har også undersøkt bruken av diskrete PZT-aktuatorer fra Noliac (Dansk selskap) i en startfase, fram til andre tynnfilm løsninger blir tilgjengelige. Vi har mottatt første prøver og vurdert deres bruk til vårt formål. De har vist seg å være funksjonelle. Når det nye konseptet vil være klart (nå i simuleringsfasen), vil vi analysere om Noliac er i stand til å produsere aktuatorer med ny, tilpasset design, og vi vil evaluere deres bruk for prototyping. Arbeidet som er beskrevet over viser tydelig at å utvikle MEMS baserte produkter ikke er så enkelt med dagens teknologi og prosesser. Skal man komme raskt videre med nye produkter må man arbeide noe bredere og ta i bruk andre aktuator-teknologier. Dette vil typisk inkludere Voice Coil Motor (VCM) or Shape Memory Alloys (SMA) og i noen tilfeller bulk piezo aktuatorer (kjent fra høytalere og mikrofoner). Dette er teknologier som mer eller mindre er i bruk, men ikke har vært anvendt til denne typen linser. poLight ønsker ikke å forlate den orginale ideen helt, men ønsker å se litt bredere på muligheten for å kombinere og utforske flere typer aktuatorer og velge de typene eller kombinasjonene som er best. I 2020 har vi har arbeidet videre med det som er beskrevet over. For å dekke det mest aktuelle markedet har man fokusert på større aperturer (3,5 mm). Dette har igjen gjort det nødvendig å utvikle polymerer med høyere brytningsindeks. Det er mulig, men utfordrende i forhold til å beholde en lavest mulig E-modul (mykhet). En enkel demonstrator er også bygget for å vise til potensielle kunder hvordan det virker.

poLight and at an early stage the mother company Ignis have continually developed the technology known as the TLens Technology. This development has been supported by a number soft funded project in NRC (NANOmat, NANO2021, BIA) and Innovation Norway. Now we move one step further by introducing the hybrid MEMS solution. Until know the focus has been on wafer level processing in most MEMS and MOEMS application. The driving force has been the possibility to process a large number of similar dies effectively. This is a good concept as long as the die size can be kept small or the complexity is limited in the z-dimension and wafer are made of die with the same functionality/process architecture. The hybrid MEMS solution will combine both wafers using different processing architecture and micro-assembly at die level. poLight would like to modify the title of the project to “Hybrid tunable Optic devices”. The main idea of the project was to find a different way to implement PZT actuator MEMS in a more agile, versatile and cost effective way to create new poLight products which is based on polymer and optical tunable element, a membrane or a mirror, a flat widow. Indeed, there is a clear market need to generate product with bigger useful aperture like AF for telephoto solution, OIS system and potentially laser beam steering. The current architecture is not cost effective when useful aperture needs to be bigger 3 to 4 mm size. Therefore, poLight must investigates other architecture. In addition, the current TLens architecture is costly and comes with very long lead time of development of about 2 to 6 years. This long lead time are not compatible with the timeline of the mobile market where every 6 to 12 months an innovation is needed. Development time of a new product shall fit within 1 years maximum 2 years. During the past year of this project, poLight has identified a research Laboratory that has developed bimorph PZT actuator that could potentially and theoretical cover pretty well the needs for an OIS and a 3 mm aperture AF solution. poLight has worked several months to establish a development contract with a team of Sydney University , but eventually, poLight did not sign it. The reason for not signing was that ROI (Return Of Investment) was not good. Indeed, the time required to achieve an MP level were estimated to be over 3+3 years at best case, (3 years of techno development and 3 years to transfer to industrial foundry. In addition to the long development time, the solution were still coming with the technical limitation, mainly the ratio of Force/displacement range , therefore poLight decided not to invest in such project/contract at this stage. This exercise has highlighted one more time that developing MEMS products is not easy at the current maturity of the MEMS industry and has highlighted the need for poLight to investigate in more affordable solution to generate new products. poLight team does not want to close this path completely but would like to propose to re-open to a wider range of actuator solution in order to make the better/best choice of technology to realize the set of new functionalities and products The use Voice Coil Motor VCM or Shape Memory Alloy-SMA as well as bulk Piezo actuators, which are more mature technology and already proven technology in the mobile industry. Those type of actuators give advantage in term of ROI (return on Investment) while securing the performances that is needed for each type of products/functionality that poLight could developed. In parallel, it is clear that the PZT actuators solution are still improving and company like ST are potentially working on developing platform for customers to develop new products on their new PZT actuator platform. This should short cut the path to new product development. This could potentially be an alternative that poLight will not let go if it makes sense. In conclusion, poLight would like to extend the topic of the research project to Hybrid tunable Optic devices based on polymer architecture and request the extension of the project by 1.5 years. In the new scheme, poLight will try to work in more close contact with final customers and identify the most efficient way to propose new product that fit the next 2 years customer needs. The WP description will not be very different from what was proposed by poLight initially with the extend to other type of actuators than MEMS PZT.

Aktivitet:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale