Comprender el papel de la óptica en la electrónica de consumo en 2024
Autor: Bryan Ng – Gerente de marketing
Editor: Qu Yingli – Director de I+D
Editor: Pradyumn – Pasante de I+D
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1. Introducción
Los dispositivos electrónicos de consumo se han convertido en parte integral de nuestra vida diaria, influyendo en la comunicación, los procesos laborales y el entretenimiento. Detrás de los diseños elegantes y compactos de estos dispositivos se esconde un mundo de tecnología de vanguardia, donde la óptica desempeña un papel fundamental.
2. Aplicaciones ópticas de electrónica de consumo
La óptica es la rama de la física que se ocupa del comportamiento y propiedades de la luz. Es una parte fundamental de muchos dispositivos de electrónica de consumo.
Cámara 2.1
La óptica desempeña un papel fundamental en la mejora de las cámaras presentes en los dispositivos electrónicos de consumo. Desde las cámaras de los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles hasta las de los drones , pasando por las cámaras de los automóviles y las webcams, los avances en óptica han revolucionado la fotografía y la grabación de video.
Las cámaras utilizan lentes para enfocar la luz en un sensor de imagen. Luego, el sensor de imagen se utiliza para convertir la luz en una señal eléctrica, que se digitaliza y almacena como una imagen.
Las lentes de alta calidad son esenciales para capturar imágenes nítidas; los fabricantes mejoran constantemente los materiales y diseños de las lentes para reducir la distorsión, las aberraciones y mejorar la claridad de la imagen.
Los mecanismos de estabilización de imagen óptica y electrónica de imagen reducen los efectos de los temblores y vibraciones de las manos, lo que garantiza fotografías y vídeos más fluidos y claros. Hay muchos tipos diferentes de lentes utilizados en las cámaras, cada uno con sus propias propiedades únicas. La combinación de óptica con sofisticados algoritmos de procesamiento de imágenes permite funciones como HDR (alto rango dinámico), modo retrato y modo nocturno, lo que permite a los usuarios capturar fotografías impresionantes en diversas condiciones.
Por ejemplo, los objetivos gran angular tienen un amplio campo de visión, lo que los hace ideales para fotografía de paisajes. Los teleobjetivos tienen un campo de visión estrecho, lo que los hace ideales para fotografía de deportes y vida silvestre.
2.2 Realidad virtual y aumentada
La óptica es la piedra angular de las experiencias de realidad virtual (RV) y realidad aumentada (RA). Los cascos de RV utilizan lentes para crear una imagen tridimensional que el usuario puede ver, generando entornos inmersivos. Las gafas de RA superponen información digital al mundo real mediante la óptica, proyectando imágenes en el campo de visión del usuario. Las lentes de RA/RV poseen una calidad óptica única, especialmente diseñada para pantallas de visión cercana. La lente imita el tamaño, la posición y el campo de visión del ojo humano. Estas lentes se conocen como lentes de visión cercana. Estas tecnologías están ganando popularidad en videojuegos, educación, formación y diversas aplicaciones profesionales.
2.3 Otras aplicaciones
- Los proyectores utilizan lentes para proyectar imágenes en una pantalla.
- Los lectores de códigos de barras utilizan lentes para enfocar la luz en un código de barras, que luego el escáner decodifica.
- barredoras robóticas Utilice lentes para un mapeo preciso, detección de obstáculos y una limpieza eficiente.
- LiDAR para vehículos autónomos utiliza lentes ToF para obtener información sobre el alcance y la profundidad del objeto en tiempo real.
3. Nuestra óptica para electrónica de consumo
Wavelength Opto-Electronic Diseñar y fabricar plástico o vidrio. lentes moldeados para electrónica de consumo. Ofrecemos varios lentes estándar para cámaras de vigilancia y lentes ToF, mientras que el resto de nuestros lentes para electrónica de consumo están personalizados.
3.1 Lentes de cámaras de vigilancia
Nuestras lentes para microcámaras IP adoptan una estructura híbrida de vidrio y plástico, que ofrece un rendimiento excelente en aberración cromática. Además, cuentan con un amplio campo de visión y una imagen uniforme. Se utilizan ampliamente en cámaras para drones, hogares inteligentes, seguridad civil y otros entornos.
| Número de parte | Estructura | FFL | F/# | FOV | M-TTL | Nº de sensor |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 ° (H) x 85 ° (V) | 9.01 | OV5640 1/4" |
Tabla 1: Wavelength Opto-Electronic Lentes de cámara de vigilancia
3.2 Lentes ToF
Las lentes de tiempo de vuelo (ToF) , también conocidas como lentes de profundidad 3D, ofrecen medición de distancia en tiempo real y permiten obtener información de profundidad de los objetos. Estos productos se utilizan en dispositivos electrónicos de consumo como cámaras inteligentes para el hogar, robots aspiradores, realidad aumentada/virtual, drones y LiDAR para vehículos autónomos. Las lentes ToF emplean luz infrarroja para determinar la profundidad. El sensor emite una señal que se refleja en el objeto y regresa a él. En función de la intensidad y el tiempo que tarda la luz reflejada en llegar al sensor, se puede realizar un mapeo de profundidad del objeto. En comparación con otras tecnologías de mapeo de profundidad 3D, la tecnología ToF es relativamente económica. Su alta velocidad de fotogramas por segundo permite aplicaciones en tiempo real, como el desenfoque de fondo en vídeo en movimiento.
ToF es más preciso y proporciona mejoras sustanciales con respecto a otras técnicas de imagen.
| Número de parte | inglés como lengua extranjera (mm) | FFL (milímetro) | FNO | Campo de visión (DxHxV) (mm) | M-TTL (mm) | CRA MÁX. | Tamaño del sensor | Tamaño de tornillo | Aplicación |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | TOF de 850nm |
| 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 | TOF de 850nm |
| 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 | TOF de 940nm |
| PG-TOF-2.36-1.25 | 2.364 | 2.70 | 1.25 | 132.1x123x92.8 | 11.34 | 15.41° | 1/3" | M8.0 * 0.35 | TOF de 850nm |
| 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 | TOF de 940nm |
Tabla 2: Wavelength Opto-Electronic Lentes ToF
3.2.1 LiDAR para vehículos autónomos
Las ópticas de 905 nm y 1550 nm son adecuadas para aplicaciones de conducción autónoma.
| factores | 905nm | 1550nm | Explicación |
| Agua | + | – | El agua absorbe ondas de 1550 nm aproximadamente 145 veces más que ondas de 905 nm |
| Lluvia y niebla | + | – | La degradación de ondas de 1550 nm en lluvia y niebla en comparación con condiciones normales es de 4 a 5 veces peor que la degradación de ondas de 905 nm |
| Nieve | + | – | Las ondas de 1550 nm tienen aproximadamente un 97 % menos de reflectancia en la nieve en comparación con las ondas de 905 nm |
| Consumo de energía | + | – | En condiciones húmedas, los sensores que utilizan una longitud de onda de 1550 nm necesitarán >10 veces más potencia que un sistema similar de 905 nm. |
| Autonomía | + | + | En condiciones óptimas, tanto las longitudes de onda de 905 como las de 1550 nm pueden verse a muchos cientos de metros. |
| Disponibilidad de componentes tecnológicos | + | – | Los componentes clave para 1550 nm están hechos a medida o están disponibles únicamente a través de cadenas de suministro no estándar y requieren materiales exóticos. |
3.3 Lente del ojo cercano
Número de producto: DJZ32-B01
FFL: 10.03
FOV: 48.8(Alto)x41.3(V)
Tipo de chip: IM 250 2/3″
Especificaciones 1: Wavelength Opto-Electronic Lente de ojo cercano
La lente Near Eye consta de múltiples elementos ópticos que trabajan con el detector IMX250 de 2/3" con montura C y el software de procesamiento de imágenes en la línea de producción de AR/VR para lograr la inspección automática de MTF, distorsión, FOV, curvatura de campo e iluminación relativa del dispositivo ensamblado. Ofrecemos lentes exclusivas a los integradores de sistemas de dispositivos AR/VR.
3.4 Otras muestras
Entre los tipos de productos disponibles se incluyen lentes estenopeicas, lentes de escaneo, lentes para drones, lentes para cámaras, lentes cónicas, etc.
| Número de parte | Estructura | FFL | F/# | FOV | M-TTL | Nº de sensor | Aplicación |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PG-OL-1.8-3.2 | 4G | 1.80 | 3.2 | 70 ° (H) x 51 ° (V) | 10.42 | MT9V022 1/3" | Lente estenopeica |
| PG-OL-3.25-6.5 | 5G | 3.25 | 6.5 | 40.63 ° (H) x 26.41 ° (V) | 11.60 | 1/3" | Lente de escaneo |
| PG-OL-4.78-12 | 4P | 4.78 | 12.0 | 42.4 ° (H) x 34.4 ° (V) | 11.88 | EV76C560 1/1.8" | Código de barras |
| PG-OL-1.1-2.2 | 2P | 1.10 | 2.2 | 70 ° (H) x 56 ° (V) | 2.75 | OV7251 1/7.5" | Lente de Drone |
| PG-OL-6.68-2.8 | 8G | 6.68 | 2.8 | 100 ° (H) x 76 ° (V) | 20.57 | IMX117 1/2.3" | Cámara |
| PG-OL-8.46-1.2 | 7G | 8.46 | 1.2 | 28 ° (H) x 16.8 ° (V) | 29.84 | 1/2" | 808nm |
| PG-OL-10.03-1.9 | 17G | 10.03 | 1.9 | 48.8 ° (H) x 41.3 ° (V) | 81.15 | IMX250 2/3" | Detección de imágenes AR |
Tabla 4: Wavelength Opto-Electronic Otras lentes moldeadas
3.5 Personalización de lentes moldeadas
Gracias a nuestras modernas instalaciones , podemos diseñar y ofrecer soluciones integrales que se adaptan a las necesidades específicas de cada cliente. Fabricamos lentes moldeadas para dispositivos electrónicos de consumo, tanto de vidrio como de plástico.
3.5.1 Lentes asféricas moldeadas
| Especificaciones | Precisión | ultraprecisión |
| Diámetro | 1-25mm | 1-20mm |
| Tolerancia del diámetro | ±0.015 mm | ±0.005 mm |
| Tolerancia de espesor | ±0.03 mm | ±0.005 mm |
| Irregularidad (PV) | 1μm | 0.6μm |
| Irregularidad (RMS) | 0.3μm | 0.08-0.15 µm |
| error de centrado | 1 ' | |
| Calidad de la superficie | 40-20 | 20-10 |
| Recubrimiento Gray Diamond Seal® | Personalizable | Personalizable |
3.5.2 Lentes microasféricas
3.5.2.1 Lentes de teléfonos móviles
(1≤φ≤5)
Tolerancia OD: ±0.003 mm
Tolerancia CT: ±0.003 mm
Tolerancia de altura de hundimiento: ±0.002 mm
Precisión de la superficie: Rt ≤0.0006 mm, ΔRt ≤0.0003 mm
Error de centrado: ≤ 0.003 mm
Especificaciones 2: Wavelength Opto-Electronic Lentes de cámara de teléfono moldeadas
3.5.2.2 Lentes de vigilancia y DSC
(5≤φ≤12)
Tolerancia OD: ±0.003 mm
Tolerancia CT: ±0.003 mm
Tolerancia de altura de hundimiento: ±0.002 mm
Precisión de la superficie: Rt ≤0.0015 mm, ΔRt ≤0.0005 mm
Error de centrado: ≤ 0.005 mm
Especificaciones 3: Wavelength Opto-Electronic Lentes moldeadas de vigilancia y DSC
3.5.3 Lentes asféricas grandes
Tolerancia OD: ±0.01 mm
Tolerancia CT: ±0.005 mm
Tolerancia de altura de hundimiento: ±0.005 mm
Precisión de la superficie: Rt ≤0.005 mm, ΔRt ≤0.002 mm
Error de centrado: ≤ 0.008 mm
Especificaciones 4: Wavelength Opto-Electronic Lente de proyector moldeada
Las lentes asféricas grandes son aplicables a productos que requieren lentes de mayor diámetro, como proyectores.
3.5.4 Lentes asféricas de forma especial
Tolerancia Dimensional: ±0.01 mm
Tolerancia CT: ±0.005 mm
Tolerancia de altura de hundimiento: ± 0.002
Precisión de la superficie: Rt ≤0.003 mm, ΔRt ≤0.0008 mm
Especificaciones 5: Wavelength Opto-Electronic Lentes asféricas de forma especial
Las lentes de forma especial son aplicables para el control de señales de automatización o productos AR/VR.
4. Tecnología de moldeo por inyección
Plástico, vidrio y híbridos de plástico y vidrio son las materias primas utilizadas para producir lentes ópticas con tecnología de moldeo por inyección. El moldeo por inyección se define simplemente como un proceso mediante el cual se funde material plástico/vidrio y se inyecta en moldes. El proceso posterior incluye el enfriamiento del material del molde para endurecerlo y ahora está listo para usar con especificaciones exactas para muchas aplicaciones diferentes.
Una sola herramienta es adecuada para producir mayores volúmenes con la calidad superficial necesaria para cada tirada de producción. La temperatura y la presión son los parámetros clave que deben mantenerse bajo control durante todo el proceso.
5. Conclusión
La óptica es un motor fundamental en la constante evolución de la electrónica de consumo. Desde impresionantes tecnologías de cámara innovadoras hasta experiencias inmersivas de realidad aumentada y virtual , pasando por funciones de seguridad , la óptica desempeña un papel crucial en la mejora de la funcionalidad y la experiencia de usuario de nuestros dispositivos. A medida que la tecnología óptica continúa evolucionando, podemos esperar ver aplicaciones aún más innovadoras y fascinantes en los dispositivos electrónicos de consumo.
Si está buscando un proveedor confiable de ópticas para electrónica de consumo, Wavelength Opto-Electronic diseño y fabricación lentes moldeadas para estas aplicaciones. Con más de una década de experiencia en óptica e instalaciones de última generación totalmente equipadas, puede contar plenamente con nuestra óptica de calidad y nuestras capacidades de fabricación.
