Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году

1. Введение

Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году 1

Бытовая электроникаЭлектронные устройства стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, формируя способы общения, рабочие процессы и развлечения людей. За элегантным и компактным дизайном бытовой электроники скрывается мир передовых технологий, в котором оптика играет ключевую роль.

2. Применение в оптической технике бытовой электроники

Оптика — это раздел физики, изучающий поведение и свойства света. Она является фундаментальной частью многих бытовых электронных устройств.

2.1 Камера

Приложение для дронов с камерой

Дрон с камерой

Оптика играет важную роль в улучшении камер, используемых в бытовой электронике.камеры смартфоновкамеры ноутбуков,дроны с камерамиОт автомобильных видеокамер до веб-камер — достижения в области оптики произвели революцию в фотографии и видеозаписи.

В камерах используются линзы для фокусировки света на датчике изображения. Затем датчик изображения преобразует свет в электрический сигнал, который оцифровывается и сохраняется в виде изображения.

Высококачественные объективы необходимы для получения резких изображений, и производители постоянно совершенствуют материалы и конструкцию линз, чтобы уменьшить искажения, аберрации и повысить четкость изображения.

Оптическая и электронная стабилизация изображения уменьшают влияние дрожания рук и вибраций, обеспечивая более плавные и четкие фотографии и видео. В камерах используется множество различных типов объективов, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами. Сочетание оптики со сложными алгоритмами обработки изображений позволяет использовать такие функции, как HDR (расширенный динамический диапазон), портретный режим и ночной режим, что дает пользователям возможность делать потрясающие фотографии в различных условиях.

Приложение для камеры телефона

Камера смартфона

Например, широкоугольные объективы имеют широкое поле зрения, что делает их идеальными для пейзажной фотографии. Телеобъективы имеют узкое поле зрения, что делает их идеальными для спортивной и дикой фотографии.

2.2 Виртуальная и дополненная реальность

Приложение AR/VR

AR/VR

Оптика является краеугольным камнемвиртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR)VR-гарнитуры используют линзы для создания трехмерного изображения, позволяющего пользователю видеть происходящее, создавая эффект полного погружения. Очки дополненной реальности накладывают цифровую информацию на реальный мир, используя оптику для проецирования изображений в поле зрения пользователя. Линзы AR/VR обладают уникальным оптическим качеством, специально разработанным для дисплеев ближнего действия. Линза имитирует размер, положение и поле зрения человеческого глаза. Такие линзы известны как линзы ближнего действия. Эти технологии становятся все более популярными в играх, образовании, обучении и различных профессиональных приложениях.

2.3 Другие области применения

  • Проекторы используют линзы для проецирования изображений на экран.
  • Сканеры штрих-кодов используют линзы для фокусировки света на штрих-коде, который затем расшифровывается сканером.
  • Роботы-уборщикиИспользуйте линзы для точного картографирования, обнаружения препятствий и эффективной очистки.
  • Лидар для беспилотных автомобилейИспользует линзы ToF для получения информации о расстоянии и глубине объекта в реальном времени.

3. Наша оптика для бытовой электроники

Проектирование и изготовление оптоэлектронных устройств на основе длины волны, изготовленных из пластика или стекла.формованные линзыДля бытовой электроники. Мы предлагаем несколько стандартных объективов для камер видеонаблюдения и объективов ToF, в то время как остальные объективы для бытовой электроники изготавливаются на заказ.

3.1 Объективы камер видеонаблюдения

Объективы для камер видеонаблюдения потребительской оптики

Объектив оптоэлектронной литой камеры видеонаблюдения с изменяемой длиной волны

Нашобъективы камер видеонаблюденияИспользуется гибридная стеклопластиковая структура, обладающая превосходными характеристиками в отношении ахроматической аберрации. Кроме того, она характеризуется большим полем зрения и равномерностью изображения. Широко применяется в камерах для дронов, системах «умного дома», системах гражданской безопасности и других областях.

Номер детали Структура ФФЛ Ф/# FOV М-ТТЛ Датчик №
PG-SCL-1.45-2.4 3P 1.45 2.4 89,6°(Г) x 73,1°(В) 8.51 OV7740 1/5″
PG-SCL-1.56-1.5 1G4P 1.56 1.5 105°(Г) x 85°(В) 18.3 OV7740 1/5″
PG-SCL-1.19-2.6 2G4P 1.19 2.6 110°(Г) x 85°(В) 9.01 OV5640 1/4″

Таблица 1: Длина волны объективов оптоэлектронных камер видеонаблюдения

3.2 Линзы ToF

Объективы для измерения времени пролета (TOF) в потребительской оптике

Длина волны Оптоэлектронная линза ToF

Линзы с измерением времени пролета (ToF)Линзы ToF, также известные как 3D-линзы глубины, обеспечивают измерение расстояния в реальном времени и позволяют получать информацию о глубине объекта. Эти устройства применяются в потребительской электронике, например, в камерах для умного дома, роботах-пылесосах, системах дополненной и виртуальной реальности, дронах и лидарах для автономных транспортных средств. Линзы ToF используют инфракрасный свет для определения информации о глубине. Датчик излучает сигнал, который отражается от объекта и возвращается к датчику. На основе интенсивности и времени, необходимого для того, чтобы отраженный свет достиг датчика, можно выполнить картирование глубины объекта. По сравнению с другими технологиями 3D-картирования глубины, технология ToF относительно недорога. Высокая частота кадров в секунду позволяет использовать ее в приложениях реального времени, таких как размытие фона в видео, снятом на лету.

Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году 3

Рисунок 1: Принципиальная схема ToF
Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году 5

Рисунок 2. Схема ToF-изображения.

Метод ToF обеспечивает более высокую точность и существенное улучшение по сравнению с другими методами визуализации.

Номер детали. EFL (мм) ФФЛ (мм) ФНО Поле зрения (диаметр x высота x ширина) (мм) M-TTL (мм) МАКС КРА Размер сенсора Размер винта Приложение
PG-TOF-1.53-1.2-V1 1.536 2.21 1.20 142 x 123 x 92 9.82 9,4° 1/5″ M7.0*0.35 850 нм TOF
PG-TOF-1.53-1.2-V2 1.536 2.60 1.20 144 x 125 x 90 9.88 6,97° 1/5″ M7.0*0.35 850 нм TOF
PG-TOF-1.53-1.45-V2 1.530 2.56 1.45 127,8 x 104,8 x 82 8.20 18,78° 1/5″ М6.0*0.35 940 нм TOF
PG-TOF-2.36-1.25 2.364 2.70 1.25 132,1 x 123 × 92,8 11.34 15,41° 1/3″ М8.0*0.35 850 нм TOF
PG-TOF-1.44-1.4 1.440 0,85 1.40 125 x 104,8 x 82,5 5.25 34,26° 1/4,5″ М6.0*0.25 940 нм TOF

Таблица 2: Оптоэлектронные линзы ToF с различными длинами волн

3.2.1 Лидар для автономных транспортных средств

Оптические элементы с длиной волны 905 нм и 1550 нм подходят для применения в системах автономного вождения.

Факторы 905 нм 1550 нм Объяснение
Вода + Вода поглощает волны с длиной волны 1550 нм примерно в 145 раз больше, чем волны с длиной волны 905 нм.
Дождь и туман + Ухудшение качества звука для волн с длиной волны 1550 нм в дождь и туман по сравнению с нормальными условиями в 4-5 раз хуже, чем для волн с длиной волны 905 нм.
Снег + Волны с длиной волны 1550 нм имеют примерно на 97% худшую отражательную способность в снегу по сравнению с волнами с длиной волны 905 нм.
Потребление электроэнергии + В условиях повышенной влажности датчикам, использующим длину волны 1550 нм, потребуется более чем в 10 раз больше энергии по сравнению с аналогичной системой, использующей длину волны 905 нм.
Диапазон + + В оптимальных условиях длина волн 905 и 1550 нм позволяет видеть на расстоянии многих сотен метров.
Наличие технологических компонентов + Ключевые компоненты для излучения с длиной волны 1550 нм либо изготавливаются на заказ, либо доступны только через нестандартные цепочки поставок и требуют использования экзотических материалов.
Таблица 3: Пригодность оптики с длиной волны 905 нм и 1550 нм для автономного вождения

3.3 Линза для ближнего зрения

Формованная оптика - линза ближнего зрения

Оптоэлектронная линза ближнего зрения с определенной длиной волны

Номер детали: DJZ32-B01
FFL: 10.03
Поле зрения: 48,8(Г) x 41,3(В)
Тип стружки: IM 250 2/3″

Технические характеристики 1: Оптоэлектронная линза ближнего зрения с определенной длиной волны

Линза для ближнего зренияСистема состоит из множества оптических элементов, работающих с детектором IMX250 2/3″ с креплением C-mount и программным обеспечением для обработки изображений на производственной линии AR/VR, что позволяет осуществлять автоматический контроль MTF, искажений, поля зрения, кривизны поля и относительной освещенности для собираемого устройства. Мы предлагаем уникальные линзы системным интеграторам устройств AR/VR.

3.4 Другие образцы

Доступные типы продукцииВ их число входят линзы-обскуры, сканирующие линзы, линзы для дронов, линзы для фотоаппаратов, конические линзы и так далее.

Номер детали Структура ФФЛ Ф/# FOV М-ТТЛ Датчик № Приложение
PG-OL-1.8-3.2 4G 1.80 3.2 70°(Г) x 51°(В) 10.42 MT9V022 1/3″ Объектив с точечным отверстием
PG-OL-3.25-6.5 5G 3.25 6.5 40,63°(Г) x 26,41°(В) 11.60 1/3″ Сканирующая линза
PG-OL-4.78-12 4P 4.78 12.0 42,4°(Г) x 34,4°(В) 11.88 EV76C560 1/1.8″ Штрих-код
PG-OL-1.1-2.2 2P 1.10 2.2 70°(Г) x 56°(В) 2.75 OV7251 1/7.5″ Объектив дрона
PG-OL-6.68-2.8 8G 6.68 2.8 100°(Г) x 76°(В) 20.57 IMX117 1/2.3″ Камера
PG-OL-8.46-1.2 7G 8.46 1.2 28°(Г) x 16,8°(В) 29.84 1/2″ 808 нм
PG-OL-10.03-1.9 17Г 10.03 1.9 48,8°(Г) x 41,3°(В) 81.15 IMX250 2/3″ Обнаружение изображений дополненной реальности

Таблица 4: Длина волны Оптоэлектронные и другие формованные линзы

3.5 Формованные линзы для индивидуальной настройки

С нашимисамые современные объектыМы можем разработать и предоставить комплексные решения, отвечающие конкретным потребностям клиентов. Мы производим литые линзы для бытовой электроники из стекла или пластика.

3.5.1 Формованные асферические линзы

Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году 7

Оптоэлектронные формованные асферические линзы с различной длиной волны
Технические характеристики Точность Сверхточная
Диаметр 1-25 мм 1-20 мм
Допуск по диаметру ±0,015 мм ±0,005 мм
Допуск по толщине ±0,03 мм ±0,005 мм
Неправильность (PV) 1 мкм 0,6 мкм
Неравномерность (среднеквадратичное значение) 0,3 мкм 0,08-0,15 мкм
Ошибка центрирования 1'
Качество поверхности 40-20 20-10
Покрытие Настраиваемый Настраиваемый
Таблица 5: Возможности производства асферических линз, изготовленных методом оптоэлектронного формования с учетом длины волны.

3.5.2 Микроасферические линзы

3.5.2.1 Объективы для мобильных телефонов
Мобильные телефоны и медицинские линзы

Формованные линзы для камер телефонов

(1≤φ≤5)
Допуск по внешнему диаметру: ±0,003 мм
Допустимая погрешность КТ: ±0,003 мм
Допуск по высоте провисания: ±0,002 мм
Точность поверхности: Rt ≤0,0006 мм, ΔRt ≤0,0003 мм
Погрешность центрирования: ≤ 0,003 мм

Технические характеристики 2: Оптоэлектронные линзы для камер телефонов, изготовленные методом литья под давлением.

3.5.2.2 Объективы для наблюдения и DSC
Линзы для систем видеонаблюдения и цифровых светофильтров

Формованные линзы для систем видеонаблюдения и цифровых сенсорных экранов

(5≤φ≤12)
Допуск по внешнему диаметру: ±0,003 мм
Допустимая погрешность КТ: ±0,003 мм
Допуск по высоте провисания: ±0,002 мм
Точность поверхности: Rt ≤0,0015 мм, ΔRt ≤0,0005 мм
Погрешность центрирования: ≤ 0,005 мм

Технические характеристики 3: Оптоэлектронные линзы для систем видеонаблюдения и цифровых сенсорных экранов с заданной длиной волны.

3.5.3 Большие асферические линзы

Большие асферические линзы

Литая линза проектора

Допуск по внешнему диаметру: ±0,01 мм
Допустимая погрешность КТ: ±0,005 мм
Допуск по высоте провисания: ±0,005 мм
Точность поверхности: Rt ≤0,005 мм, ΔRt ≤0,002 мм
Погрешность центрирования: ≤ 0,008 мм

Технические характеристики 4: Оптоэлектронная линза проектора с литой структурой по длине волны

Большие асферические линзы подходят для изделий, требующих линз большего диаметра, например, для проекторов.

3.5.4 Асферические линзы специальной формы

Асферические линзы специальной формы

Свободноформованные асферические линзы

Допуск на размеры: ±0,01 мм
Допустимая погрешность КТ: ±0,005 мм
Допуск по высоте провисания: ±0,002
Точность поверхности: Rt ≤0,003 мм, ΔRt ≤0,0008 мм

Технические характеристики 5: Оптоэлектронные асферические линзы специальной формы для измерения длины волны

Линзы специальной формы подходят для автоматизированного управления сигналами или для продуктов дополненной и виртуальной реальности.

4. Технология литья под давлением

Формование линз

Установка для литья под давлением оптоэлектронных изделий с заданной длиной волны

Пластик, стекло и гибридные пластиково-стеклянные материалы используются в качестве сырья для производства оптических линз методом литья под давлением. Литье под давлением — это процесс, при котором пластиковый/стеклянный материал расплавляется и впрыскивается в формы. Последующий процесс включает охлаждение материала формы для затвердевания, после чего он готов к использованию и соответствует точным спецификациям для различных применений.

Понимание роли оптики в потребительской электронике в 2024 году 9

Оптоэлектронные микролинзы, изготовленные методом литья под давлением, с заданной длиной волны.

Одного инструмента достаточно для производства больших объемов продукции с необходимым качеством поверхности для каждого производственного цикла. Температура и давление являются ключевыми параметрами, которые необходимо контролировать на протяжении всего процесса.

5. Заключение

Оптикаявляется движущей силой постоянной эволюции потребительской электроники. От потрясающих инновационных технологий камер до захватывающих впечатлений.AR/VRопыт ибезопасностьОптика играет ключевую роль в улучшении функциональности и пользовательского опыта наших устройств. По мере дальнейшего развития оптических технологий мы можем ожидать появления еще более инновационных и интересных применений оптики в потребительской электронике.

Если вы ищете надежного поставщика оптики для бытовой электроники, обратитесь в компанию Wavelength Opto-Electronic.проектирование и производствоФормованные линзы для этих применений. Благодаря более чем десятилетнему опыту в области оптики и современному оборудованию, вы можете полностью рассчитывать на качество нашей оптики и производственные возможности.


Дата публикации: 23 сентября 2024 г.