Понимание роли оптики в бытовой электронике в 2024 году
Автор: Брайан Нг – менеджер по маркетингу
Редактор: Цюй Инли – директор по исследованиям и разработкам
Редактор: Прадьюмн – стажер по исследованиям и разработкам
Опубликовано:
Последнее редактирование:
1. Введение
Бытовая электроника стала неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, влияя на общение, рабочие процессы и развлечения людей. За элегантным и компактным дизайном бытовой электроники скрывается мир передовых технологий, в котором оптика играет ключевую роль.
2. Применение оптики в бытовой электронике
Оптика – это раздел физики, изучающий поведение и свойства света. Это фундаментальная часть многих устройств бытовой электроники.
Камера 2.1
Оптика играет важную роль в улучшении камер, используемых в бытовой электронике. От камер смартфонов и ноутбуков до камер дронов , автомобильных видеорегистраторов и веб-камер — достижения в области оптики произвели революцию в фотографии и видеосъемке.
В камерах используются линзы для фокусировки света на датчике изображения. Затем датчик изображения используется для преобразования света в электрический сигнал, который оцифровывается и сохраняется в виде изображения.
Высококачественные объективы необходимы для получения резких изображений, поскольку производители постоянно совершенствуют материалы и конструкцию линз, чтобы уменьшить искажения, аберрации и повысить четкость изображения.
Механизмы оптической стабилизации изображения и электронной стабилизации изображения уменьшают влияние дрожания рук и вибрации, обеспечивая более плавные и четкие фотографии и видео. В фотоаппаратах используется множество различных типов объективов, каждый из которых имеет свои уникальные свойства. Сочетание оптики со сложными алгоритмами обработки изображений обеспечивает такие функции, как HDR (расширенный динамический диапазон), портретный режим и ночной режим, позволяя пользователям делать потрясающие фотографии в различных условиях.
Например, широкоугольные объективы имеют широкое поле зрения, что делает их идеальными для пейзажной фотографии. Телеобъективы имеют узкое поле зрения, что делает их идеальными для съемки спорта и дикой природы.
2.2 Виртуальная и дополненная реальность
Оптика является краеугольным камнем виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR). VR -гарнитуры используют линзы для создания трехмерного изображения, которое видит пользователь, создавая иммерсивные среды. Очки AR 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.
Другие приложения 2.3
- В проекторах используются линзы для проецирования изображений на экран.
- Сканеры штрих-кода используют линзы для фокусировки света на штрих-код, который затем декодируется сканером.
- Роботы-подметальные машины используйте линзы для точного картографирования, обнаружения препятствий и эффективной очистки.
- LiDAR для автономных транспортных средств использует линзы ToF для получения информации о дальности и глубине объекта в реальном времени.
3. Наша оптика для бытовой электроники
Wavelength Opto-Electronic проектирование и производство пластика или стекла литые линзы для бытовой электроники. Мы предлагаем несколько стандартных объективов для камер наблюдения и объективов ToF, а остальные линзы для бытовой электроники изготавливаются по индивидуальному заказу.
3.1 Объективы камер наблюдения
В наших объективах для микро-IP-камер используется гибридная стеклопластиковая конструкция, которая обеспечивает превосходные характеристики в отношении ахроматической аберрации. Кроме того, они обладают большим полем зрения и равномерностью изображения. Они широко применяются в камерах для дронов, системах «умного дома», системах гражданской безопасности и других областях.
| Часть Нет | Структура: | FFL | F / # | FOV | М-ТТЛ | Датчик Нет |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ПГ-СКЛ-1.45-2.4 | 3P | 1.45 | 2.4 | 89.6 ° (В) х 73.1 ° (В) | 8.51 | OV7740 1/5 дюйма |
| ПГ-СКЛ-1.56-1.5 | 1G4P | 1.56 | 1.5 | 105 ° (В) х 85 ° (В) | 18.3 | OV7740 1/5 дюйма |
| ПГ-СКЛ-1.19-2.6 | 2G4P | 1.19 | 2.6 | 110 ° (В) х 85 ° (В) | 9.01 | OV5640 1/4 дюйма |
Таблица 1: Wavelength Opto-Electronic Объективы для камер наблюдения
3.2 ToF-линзы
Линзы с измерением времени пролета (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, затраченного на достижение датчика отраженным светом, можно выполнить картирование глубины объекта. По сравнению с другими технологиями 3D-картирования глубины, технология ToF относительно недорога. Высокая частота кадров в секунду позволяет использовать её в приложениях реального времени, таких как размытие фона в видео, снятом в режиме реального времени.
ToF более точен и обеспечивает существенные улучшения по сравнению с другими методами визуализации.
| Номер | ЭФЛ (мм) | FFL (мм) | ФНО | FOV (ГxВxВ) (мм) | М-ТТЛ (мм) | МАКС КРА | Размер сенсора | Размер винта | Области применения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ПГ-ТОФ-1.53-1.2-В1 | 1.536 | 2.21 | 1.20 | 142 х 123 х 92 | 9.82 | 9.4° | 1 / 5 " | M7.0 * 0.35 | время пролета 850 нм |
| ПГ-ТОФ-1.53-1.2-В2 | 1.536 | 2.60 | 1.20 | 144 х 125 х 90 | 9.88 | 6.97° | 1 / 5 " | M7.0 * 0.35 | время пролета 850 нм |
| ПГ-ТОФ-1.53-1.45-В2 | 1.530 | 2.56 | 1.45 | 127.8 х 104.8 х 82 | 8.20 | 18.78° | 1 / 5 " | M6.0 * 0.35 | время пролета 940 нм |
| ПГ-ТОФ-2.36-1.25 | 2.364 | 2.70 | 1.25 | 132.1 х 123х92.8 | 11.34 | 15.41° | 1 / 3 " | M8.0 * 0.35 | время пролета 850 нм |
| ПГ-ТОФ-1.44-1.4 | 1.440 | 0.85 | 1.40 | 125 х 104.8 х 82.5 | 5.25 | 34.26° | 1 / 4.5 " | M6.0 * 0.25 | время пролета 940 нм |
Таблица 2: Wavelength Opto-Electronic ToF-объективы
3.2.1 LiDAR для автономных транспортных средств
Оптика с длиной волны 905 нм и 1550 нм подходит для автономного вождения.
| Факторы | 905nm | 1550nm | объяснение |
| Вода - Water | + | – | Вода поглощает волны длиной 1550 нм примерно в 145 раз больше, чем волны длиной 905 нм. |
| Дождь и туман | + | – | Деградация волн длиной 1550 нм в дождь и туман по сравнению с нормальными условиями в 4–5 раз хуже, чем деградация волн длиной 905 нм. |
| Снег | + | – | Волны длиной 1550 нм имеют отражательную способность от снега примерно на 97% хуже, чем волны длиной 905 нм. |
| потребляемая мощность | + | – | Во влажных условиях датчикам, использующим длину волны 1550 нм, потребуется в 10 раз больше мощности по сравнению с аналогичной системой с длиной волны 905 нм. |
| Диапазон | + | + | В оптимальных условиях длины волн 905 и 1550 нм могут достигать многих сотен метров. |
| Наличие технологических компонентов | + | – | Ключевые компоненты для 1550 нм либо изготавливаются по индивидуальному заказу, либо доступны только через нестандартные цепочки поставок и требуют экзотических материалов. |
3.3 Линза для близи глаз
Part Number: DJZ32-B01
ФФЛ: 10.03
FOV: 48.8(Г)x41.3(В)
Тип чипа: ИМ 250 2/3″
Технические характеристики 1: Wavelength Opto-Electronic Линза рядом с глазом
Линза ближнего поля зрения 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 автоматическую проверку MTF, искажений, поля зрения, кривизны поля и относительной освещенности собираемого устройства. Мы предлагаем уникальные линзы системным интеграторам устройств AR/VR.
3.4 Другие образцы
В ассортименте представлены такие типы продукции, как линзы-обскуры, сканирующие линзы, линзы для дронов, линзы для фотоаппаратов, конические линзы и так далее.
| Часть Нет | Структура: | FFL | F / # | FOV | М-ТТЛ | Датчик Нет | Области применения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ПГ-ОЛ-1.8-3.2 | 4G | 1.80 | 3.2 | 70 ° (В) х 51 ° (В) | 10.42 | MT9V022 1/3" | Линза с отверстием |
| ПГ-ОЛ-3.25-6.5 | 5G | 3.25 | 6.5 | 40.63 ° (В) х 26.41 ° (В) | 11.60 | 1 / 3 " | Сканирование объектива |
| ПГ-ОЛ-4.78-12 | 4P | 4.78 | 12.0 | 42.4 ° (В) х 34.4 ° (В) | 11.88 | EV76C560 1/1.8 дюйма | Штрих-код |
| ПГ-ОЛ-1.1-2.2 | 2P | 1.10 | 2.2 | 70 ° (В) х 56 ° (В) | 2.75 | OV7251 1/7.5 дюйма | Объектив дрона |
| ПГ-ОЛ-6.68-2.8 | 8G | 6.68 | 2.8 | 100 ° (В) х 76 ° (В) | 20.57 | IMX117 1/2.3 дюйма | камера |
| ПГ-ОЛ-8.46-1.2 | 7G | 8.46 | 1.2 | 28 ° (В) х 16.8 ° (В) | 29.84 | 1 / 2 " | 808nm |
| ПГ-ОЛ-10.03-1.9 | 17G | 10.03 | 1.9 | 48.8 ° (В) х 41.3 ° (В) | 81.15 | IMX250 2/3 дюйма | Обнаружение AR изображений |
Таблица 4: Wavelength Opto-Electronic Другие литые линзы
3.5 Кастомизация формованных линз
Благодаря нашему современному оборудованию мы можем разрабатывать и предоставлять комплексные решения, отвечающие конкретным потребностям клиентов. Мы производим литые линзы для бытовой электроники из стекла или пластика.
3.5.1 Литые асферические линзы
| Характеристики | Точность | Ультраточность |
| Диаметр | 1-25 мм | 1-20 мм |
| Допуск диаметра | ±0.015 мм | ±0.005 мм |
| Допуск по толщине | ±0.03 мм | ±0.005 мм |
| Неравномерность (PV) | 1μm | 0.6μm |
| Неравномерность (RMS) | 0.3μm | 0.08-0.15 мкм |
| Ошибка центрирования | 1 " | |
| Качество поверхности | 40-20 | 20-10 |
| Покрытие | Настраиваемый | Настраиваемый |
3.5.2 Микроасферические линзы
3.5.2.1 Объективы для мобильных телефонов
(1≤φ≤5)
Допуск OD: ±0.003 мм
Допуск КТ: ±0.003 мм
Допуск по высоте провисания: ±0.002 мм
Точность поверхности: Rt ≤0.0006 мм, ΔRt ≤0.0003 мм
Ошибка центрирования: ≤ 0.003 мм
Технические характеристики 2: Wavelength Opto-Electronic Литые объективы для фотоаппаратов для телефонов
3.5.2.2 Объективы наблюдения и ЦИВ
(5≤φ≤12)
Допуск OD: ±0.003 мм
Допуск КТ: ±0.003 мм
Допуск по высоте провисания: ±0.002 мм
Точность поверхности: Rt ≤0.0015 мм, ΔRt ≤0.0005 мм
Ошибка центрирования: ≤ 0.005 мм
Технические характеристики 3: Wavelength Opto-Electronic Литые линзы для наблюдения и DSC
3.5.3 Большие асферические линзы
Допуск OD: ±0.01 мм
Допуск КТ: ±0.005 мм
Допуск по высоте провисания: ±0.005 мм
Точность поверхности: Rt ≤0.005 мм, ΔRt ≤0.002 мм
Ошибка центрирования: ≤ 0.008 мм
Технические характеристики 4: Wavelength Opto-Electronic Литая линза проектора
Большие асферические линзы подходят для продуктов, требующих линз большего диаметра, таких как проекторы.
3.5.4 Асферические линзы специальной формы
Допуск размеров: ±0.01 мм
Допуск КТ: ±0.005 мм
Допуск по высоте провисания: ± 0.002
Точность поверхности: Rt ≤0.003 мм, ΔRt ≤0.0008 мм
Технические характеристики 5: Wavelength Opto-Electronic Асферические линзы специальной формы
Линзы специальной формы применимы для автоматического управления сигналами или продуктов AR/VR.
4. Технология литья под давлением
Пластик, стекло и гибрид пластик-стекло являются сырьем, используемым для производства оптических линз по технологии литья под давлением. Литье под давлением определяется просто как процесс, в ходе которого пластик/стекло плавится и впрыскивается в формы. Последующий процесс включает в себя охлаждение материала формы для затвердевания и теперь он готов к использованию с точными характеристиками для множества различных применений.
Одного инструмента достаточно для производства больших объемов с необходимым качеством поверхности для каждого производственного цикла. Температура и давление являются ключевыми параметрами, которые необходимо контролировать на протяжении всего процесса.
5. Заключение
Оптика является движущей силой постоянной эволюции потребительской электроники. От потрясающих инновационных технологий камер до захватывающих AR/VR -приложений и функций безопасности , оптика 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, Wavelength Opto-Electronic проектирование и производство литые линзы для этих целей. Имея более чем десятилетний опыт работы в оптике и полностью оборудованное по последнему слову техники оборудование, вы можете полностью рассчитывать на нашу качественную оптику и наши производственные возможности.
