Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024

1. Úvod

Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024 1

Spotrebná elektronikasa stali neoddeliteľnou súčasťou nášho každodenného života a formujú komunikáciu, pracovné procesy a zábavu ľudí. Za elegantným a kompaktným dizajnom spotrebnej elektroniky sa skrýva svet špičkových technológií, v ktorých kľúčovú úlohu zohráva optika.

2. Aplikácie optiky v spotrebnej elektronike

Optika je odvetvie fyziky, ktoré sa zaoberá správaním a vlastnosťami svetla. Je základnou súčasťou mnohých spotrebných elektronických zariadení.

2.1 Fotoaparát

Aplikácia pre dronovú kameru

Dron s kamerou

Optika zohráva kľúčovú úlohu pri zlepšovaní fotoaparátov, ktoré sa nachádzajú v spotrebnej elektronike.fotoaparáty smartfónov, fotoaparáty v notebookoch,dronové kamery, až po automobilové kamery a webové kamery, pokroky v optike spôsobili revolúciu vo fotografii a nahrávaní videa.

Fotoaparáty používajú šošovky na zaostrenie svetla na obrazový snímač. Obrazový snímač potom premení svetlo na elektrický signál, ktorý sa digitalizuje a uloží ako obrázok.

Vysokokvalitné objektívy sú nevyhnutné pre zachytenie ostrých snímok, pričom výrobcovia neustále vylepšujú materiály a dizajn objektívov, aby znížili skreslenie, aberácie a zvýšili jasnosť obrazu.

Mechanizmy optickej a elektronickej stabilizácie obrazu znižujú účinky chvenia rúk a vibrácií, čím zabezpečujú plynulejšie a jasnejšie fotografie a videá. Vo fotoaparátoch sa používa mnoho rôznych typov objektívov, pričom každý z nich má svoje jedinečné vlastnosti. Kombinácia optiky so sofistikovanými algoritmami spracovania obrazu umožňuje funkcie ako HDR (High Dynamic Range), portrétový režim a nočný režim, ktoré používateľom umožňujú zachytiť úžasné fotografie v rôznych podmienkach.

Aplikácia pre fotoaparát telefónu

Fotoaparát smartfónu

Napríklad širokouhlé objektívy majú široké zorné pole, vďaka čomu sú ideálne na krajinnú fotografiu. Teleobjektívy majú úzke zorné pole, vďaka čomu sú ideálne na športovú a divokú fotografiu.

2.2 Virtuálna a rozšírená realita

Aplikácia AR VR

Rozšírená/virtuálna realita

Optika je základným kameňomvirtuálna realita (VR) a rozšírená realita (AR)zážitky. VR headsety používajú šošovky na vytvorenie trojrozmerného obrazu, ktorý používateľ vidí, a vytvárajú tak pohlcujúce prostredie. AR okuliare prekrývajú digitálne informácie s reálnym svetom pomocou optiky na premietanie obrázkov do zorného poľa nositeľa. AR/VR šošovky majú jedinečnú optickú kvalitu špeciálne navrhnutú pre zobrazenia na blízko. Šošovka napodobňuje veľkosť, polohu a zorné pole ľudského oka. Takéto šošovky sú známe ako šošovky na blízko. Tieto technológie sa stávajú čoraz populárnejšími pre hranie hier, vzdelávanie, školenia a rôzne profesionálne aplikácie.

2.3 Ďalšie aplikácie

  • Projektory používajú šošovky na premietanie obrazu na plátno.
  • Skenery čiarových kódov používajú šošovky na zaostrenie svetla na čiarový kód, ktorý potom skener dekóduje.
  • Robotické zametačePoužívajte šošovky na presné mapovanie, detekciu prekážok a efektívne čistenie.
  • LiDAR pre autonómne vozidlápoužíva ToF objektívy na získanie informácií o vzdialenosti a hĺbke objektu v reálnom čase.

3. Naša optika pre spotrebnú elektroniku

Návrh a výroba optoelektronických zariadení s vlnovou dĺžkou, plast alebo sklotvarované šošovkypre spotrebnú elektroniku. Ponúkame niekoľko štandardných objektívov pre bezpečnostné kamery a objektívov ToF, zatiaľ čo ostatné objektívy pre spotrebnú elektroniku sú prispôsobené.

3.1 Objektívy pre bezpečnostné kamery

Objektívy pre spotrebiteľskú optiku a bezpečnostné kamery

Objektív pre optoelektronickú lisovanú bezpečnostnú kameru s vlnovou dĺžkou

Našeobjektívy bezpečnostných kamiervyužívajú hybridnú štruktúru zo skla a plastu, ktorá má vynikajúci výkon v achromatickej aberácii. Okrem toho sa vyznačujú veľkým zorným polem a jednotnou konzistenciou obrazu. Široko sa používajú v dronových kamerách, inteligentných domoch, civilnej bezpečnosti a ďalších scenároch.

Číslo dielu Štruktúra FFL F/# Zorné pole M-TTL Číslo senzora
PG-SCL-1,45-2,4 3P 1,45 2.4 89,6° (H) x 73,1° (V) 8,51 OV7740 1/5″
PG-SCL-1,56-1,5 1G4P 1,56 1,5 105° (H) x 85° (V) 18,3 OV7740 1/5″
PG-SCL-1.19-2.6 2G4P 1.19 2.6 110° (V) x 85° (Š) 9.01 OV5640 1/4″

Tabuľka 1: Objektívy pre optoelektronické sledovacie kamery s vlnovou dĺžkou

3.2 ToF objektívy

Spotrebná optika Šošovky s detekciou doby letu (TF)

Optoelektronický ToF objektív s vlnovou dĺžkou

Objektívy s meraním doby letu svetla (ToF), známe aj ako 3D hĺbkové šošovky, sú vybavené meraním vzdialenosti v reálnom čase a dokážu získať informácie o hĺbke objektu. Tieto produkty sú použiteľné v spotrebnej elektronike, ako sú inteligentné domáce kamery, zametacie roboty, AR/VR, drony a LiDAR pre autonómne vozidlá. ToF šošovky používajú infračervené svetlo na určenie informácií o hĺbke. Senzor vysiela signál, ktorý sa odráža od objektu a vracia sa späť do senzora. Na základe intenzity a času, ktorý odrazené svetlo potrebuje na dosiahnutie senzora, je možné vykonať mapovanie hĺbky objektu. V porovnaní s inými technológiami 3D hĺbkového mapovania je technológia ToF relatívne lacná. Vysoká frekvencia snímok za sekundu umožňuje aplikácie v reálnom čase, ako je rozmazanie pozadia vo videu za behu.

Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024 3

Obrázok 1: Princípová schéma ToF
Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024 5

Obrázok 2 Diagram zobrazovania ToF

ToF je presnejší a poskytuje podstatné vylepšenia oproti iným zobrazovacím technikám.

Číslo dielu EFL (mm) FFL (mm) FNO Zorné pole (ŠxVxŠ) (mm) M-TTL (mm) MAX CRA Veľkosť senzora Veľkosť skrutky Aplikácia
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 850nm 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 850nm 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″ M6,0*0,35 940nm 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″ M8,0*0,35 850nm 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″ M6,0*0,25 940nm TOF

Tabuľka 2: Optoelektronické ToF šošovky s vlnovou dĺžkou

3.2.1 LiDAR pre autonómne vozidlá

Optika s vlnovými dĺžkami 905 nm a 1550 nm je vhodná pre aplikácie autonómneho riadenia.

Faktory 905 nm 1550 nm Vysvetlenie
Voda + Voda absorbuje vlny s vlnovou dĺžkou 1550 nm približne 145-krát viac ako vlny s vlnovou dĺžkou 905 nm
Dážď a hmla + Degradácia vĺn s vlnovou dĺžkou 1550 nm v daždi a hmle je v porovnaní s normálnymi podmienkami 4 až 5-krát horšia ako degradácia vĺn s vlnovou dĺžkou 905 nm.
Sneh + Vlny s vlnovou dĺžkou 1550 nm majú približne o 97 % horšiu odrazivosť v snehu v porovnaní s vlnami s vlnovou dĺžkou 905 nm
Spotreba energie + Vo vlhkých podmienkach budú senzory používajúce vlnovú dĺžku 1550 nm potrebovať viac ako 10-krát viac energie v porovnaní s podobným systémom s vlnovou dĺžkou 905 nm.
Rozsah + + Za optimálnych podmienok je možné vidieť vlnové dĺžky 905 aj 1550 nm na vzdialenosť stoviek metrov.
Dostupnosť technologických komponentov + Kľúčové komponenty pre 1550 nm sú buď vyrábané na mieru, alebo sú dostupné iba prostredníctvom neštandardných dodávateľských reťazcov a vyžadujú si exotické materiály.
Tabuľka 3: Vhodnosť optiky 905 nm a 1550 nm pre autonómne riadenie

3.3 Šošovka na blízko

Lisovaná optika - šošovky na blízko oka

Optoelektronická šošovka na blízko s vlnovou dĺžkou

Číslo dielu: DJZ32-B01
FFL: 10,03
Zorné pole: 48,8 (H) x 41,3 (V)
Typ čipu: IM 250 2/3″

Špecifikácie 1: Optoelektronická šošovka pre blízke oko s vlnovou dĺžkou

Šošovka na blízko okapozostáva z viacerých optických prvkov pracujúcich s detektorom C-mount IMX250 2/3″ a softvérom na spracovanie obrazu na výrobnej linke AR/VR, aby sa dosiahla automatická kontrola MTF, skreslenia, FOV, zakrivenia poľa a relatívneho osvetlenia pre montážne zariadenie. Ponúkame jedinečné šošovky pre systémových integrátorov AR/VR zariadení.

3.4 Ďalšie vzorky

Dostupné typy produktovzahŕňajú dierkové šošovky, skenovacie šošovky, šošovky pre drony, objektívy pre fotoaparáty, kužeľové šošovky atď.

Číslo dielu Štruktúra FFL F/# Zorné pole M-TTL Číslo senzora Aplikácia
PG-OL-1.8-3.2 4G 1,80 3.2 70° (H) x 51° (V) 10,42 MT9V022 1/3″ Dierková šošovka
PG-OL-3,25-6,5 5G 3,25 6,5 40,63° (H) x 26,41° (V) 11,60 1/3″ Skenovací objektív
PG-OL-4.78-12 4P 4,78 12,0 42,4° (H) x 34,4° (V) 11,88 EV76C560 1/1,8″ Čiarový kód
PG-OL-1.1-2.2 2P 1.10 2.2 70° (H) x 56° (V) 2,75 OV7251 1/7,5″ Objektív dronu
PG-OL-6.68-2.8 8G 6,68 2,8 100° (H) x 76° (V) 20,57 IMX117 1/2,3″ Fotoaparát
PG-OL-8.46-1.2 7G 8,46 1.2 28° (H) x 16,8° (V) 29,84 1/2″ 808 nm
PG-OL-10.03-1.9 17G 10.03 1,9 48,8° (H) x 41,3° (V) 81,15 IMX250 2/3″ Detekcia AR zobrazovania

Tabuľka 4: Vlnové dĺžky optoelektronické iné tvarované šošovky

3.5 Prispôsobenie tvarovaných šošoviek

S našiminajmodernejšie zariadenia, vieme špecificky navrhnúť a poskytnúť komplexné riešenia pre špecifické potreby zákazníkov. Vyrábame lisované šošovky pre spotrebnú elektroniku zo skla alebo plastu.

3.5.1 Lisované asférické šošovky

Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024 7

Optoelektronické tvarované asférické šošovky s vlnovou dĺžkou
Špecifikácie Presnosť Ultra presné
Priemer 1 – 25 mm 1 – 20 mm
Dia tolerancia ±0,015 mm ±0,005 mm
Tolerancia hrúbky ±0,03 mm ±0,005 mm
Nepravidelnosť (PV) 1 µm 0,6 µm
Nepravidelnosť (RMS) 0,3 µm 0,08 – 0,15 µm
Chyba centrovania 1'
Kvalita povrchu 40-20 20-10
Náter Prispôsobiteľné Prispôsobiteľné
Tabuľka 5: Výrobné kapacity optoelektronických lisovaných asférických šošoviek s vlnovou dĺžkou

3.5.2 Mikro asférické šošovky

3.5.2.1 Objektívy mobilných telefónov
Mobilné telefóny a lekárske šošovky

Lisované objektívy pre fotoaparáty telefónov

(1 ≤ φ ≤ 5)
Tolerancia vonkajšieho priemeru: ±0,003 mm
Tolerancia CT: ±0,003 mm
Tolerancia výšky priehybu: ±0,002 mm
Presnosť povrchu: Rt ≤ 0,0006 mm, ΔRt ≤ 0,0003 mm
Chyba centrovania: ≤ 0,003 mm

Špecifikácie 2: Optoelektronické tvarované objektívy pre telefónne fotoaparáty s vlnovou dĺžkou

3.5.2.2 Objektívy pre sledovanie a DSC
Objektívy pre sledovanie a DSC

Lisované objektívy pre sledovanie a DSC

(5 ≤ φ ≤ 12)
Tolerancia vonkajšieho priemeru: ±0,003 mm
Tolerancia CT: ±0,003 mm
Tolerancia výšky priehybu: ±0,002 mm
Presnosť povrchu: Rt ≤ 0,0015 mm, ΔRt ≤ 0,0005 mm
Chyba centrovania: ≤ 0,005 mm

Špecifikácie 3: Optoelektronické lisované šošovky pre sledovanie a DSC s vlnovou dĺžkou

3.5.3 Veľké asférické šošovky

Veľké asférické šošovky

Lisovaný objektív projektora

Tolerancia vonkajšieho priemeru: ±0,01 mm
Tolerancia CT: ±0,005 mm
Tolerancia výšky priehybu: ±0,005 mm
Presnosť povrchu: Rt ≤ 0,005 mm, ΔRt ≤ 0,002 mm
Chyba centrovania: ≤ 0,008 mm

Špecifikácie 4: Optoelektronický tvarovaný projektorový objektív s vlnovou dĺžkou

Veľké asférické šošovky sú vhodné pre produkty, ktoré vyžadujú šošovky s väčším priemerom, ako sú napríklad projektory.

3.5.4 Špeciálne tvarované asférické šošovky

Špeciálne tvarované asférické šošovky

Voľné asférické šošovky

Rozmerová tolerancia: ±0,01 mm
Tolerancia CT: ±0,005 mm
Tolerancia výšky previsu: ±0,002
Presnosť povrchu: Rt ≤ 0,003 mm, ΔRt ≤ 0,0008 mm

Špecifikácie 5: Optoelektronické asférické šošovky špeciálneho tvaru s vlnovou dĺžkou

Špeciálne tvarované šošovky sú vhodné pre automatizované riadenie signálov alebo produkty AR/VR.

4. Technológia vstrekovania plastov

Tvarovanie šošoviek

Zariadenie na optoelektronické vstrekovanie plastov s vlnovou dĺžkou

Plast, sklo a hybridný plast-sklo sú suroviny používané na výrobu optických šošoviek technológiou vstrekovania plastov. Vstrekovanie plastov je jednoducho definované ako proces, pri ktorom sa plastový/sklenený materiál roztaví a vstrekuje do foriem. Následný proces zahŕňa ochladenie materiálu formy, aby sa vytvrdil, a je pripravený na použitie s presnými špecifikáciami pre mnoho rôznych aplikácií.

Pochopenie úlohy optiky pre spotrebnú elektroniku v roku 2024 9

Optoelektronické mikroformované šošovky s vlnovou dĺžkou

Na výrobu väčších objemov s potrebnou kvalitou povrchu pre každú výrobnú sériu postačuje jeden nástroj. Teplota a tlak sú kľúčové parametre, ktoré je potrebné počas celého procesu kontrolovať.

5. Záver

Optikaje hnacou silou neustáleho vývoja spotrebnej elektroniky. Od ohromujúcich inovatívnych technológií fotoaparátov až po pohlcujúceRozšírená/virtuálna realitaskúsenosti abezpečnosťFunkcie, optika zohráva kľúčovú úlohu pri zlepšovaní funkčnosti a používateľského zážitku našich zariadení. S neustálym vývojom optickej technológie môžeme očakávať ešte viac inovatívnych a zaujímavých aplikácií optiky v spotrebnej elektronike.

Ak hľadáte spoľahlivého dodávateľa optiky pre spotrebnú elektroniku, Wavelength Opto-Electronicnávrh a výrobalisované šošovky pre tieto aplikácie. S viac ako desaťročnými skúsenosťami v optike a plne vybavenými najmodernejšími zariadeniami sa môžete plne spoľahnúť na našu kvalitnú optiku a naše výrobné kapacity.


Čas uverejnenia: 23. septembra 2024