Comprendere il ruolo dell'ottica nell'elettronica di consumo nel 2024

1. Introduzione

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elettronica di consumosono diventati parte integrante della nostra vita quotidiana, influenzando la comunicazione, i processi lavorativi e l'intrattenimento delle persone. Dietro il design elegante e compatto dell'elettronica di consumo si cela un mondo di tecnologie all'avanguardia, in cui l'ottica gioca un ruolo fondamentale.

2. Applicazioni ottiche nell'elettronica di consumo

L'ottica è la branca della fisica che si occupa del comportamento e delle proprietà della luce. È una componente fondamentale di molti dispositivi elettronici di consumo.

2.1 Fotocamera

Applicazione per fotocamera drone

Drone con telecamera

L'ottica è fondamentale per migliorare le fotocamere presenti nell'elettronica di consumo. Dafotocamere degli smartphone, fotocamere per laptop,telecamere per droniDalle telecamere per auto alle webcam, i progressi nel campo dell'ottica hanno rivoluzionato la fotografia e la registrazione video.

Le fotocamere utilizzano delle lenti per focalizzare la luce su un sensore di immagine. Il sensore di immagine viene quindi utilizzato per convertire la luce in un segnale elettrico, che viene digitalizzato e memorizzato come immagine.

Per catturare immagini nitide è fondamentale disporre di obiettivi di alta qualità, per questo i produttori migliorano costantemente i materiali e il design delle lenti al fine di ridurre la distorsione, le aberrazioni e aumentare la nitidezza dell'immagine.

I meccanismi di stabilizzazione ottica ed elettronica dell'immagine riducono gli effetti dei tremori e delle vibrazioni della mano, garantendo foto e video più fluidi e nitidi. Esistono molti tipi diversi di obiettivi utilizzati nelle fotocamere, ognuno con le proprie caratteristiche specifiche. La combinazione dell'ottica con sofisticati algoritmi di elaborazione delle immagini consente di ottenere funzionalità come HDR (High Dynamic Range), modalità ritratto e modalità notturna, permettendo agli utenti di scattare foto straordinarie in diverse condizioni.

Applicazione per fotocamera del telefono

Fotocamera dello smartphone

Ad esempio, gli obiettivi grandangolari hanno un ampio campo visivo, il che li rende ideali per la fotografia di paesaggio. Gli obiettivi teleobiettivi hanno un campo visivo ristretto, il che li rende ideali per la fotografia sportiva e naturalistica.

2.2 Realtà virtuale e aumentata

Applicazione AR VR

AR/VR

L'ottica è la pietra angolare direaltà virtuale (VR) e realtà aumentata (AR)Le esperienze VR (Visual Reality) utilizzano lenti per creare un'immagine tridimensionale che l'utente può vedere, creando ambienti immersivi. Gli occhiali AR (Average Reality) sovrappongono informazioni digitali al mondo reale utilizzando l'ottica per proiettare immagini nel campo visivo di chi li indossa. Le lenti AR/VR hanno una qualità ottica unica, appositamente progettata per i display indossabili vicino agli occhi. La lente imita le dimensioni, la posizione e il campo visivo dell'occhio umano. Queste lenti sono note come lenti per la visione ravvicinata. Queste tecnologie stanno diventando sempre più popolari per il gaming, l'istruzione, la formazione e diverse applicazioni professionali.

2.3 Altre applicazioni

  • I proiettori utilizzano delle lenti per proiettare le immagini su uno schermo.
  • Gli scanner di codici a barre utilizzano delle lenti per focalizzare la luce sul codice a barre, che viene poi decodificato dallo scanner.
  • Spazzatrici robotizzateUtilizzare le lenti per una mappatura precisa, il rilevamento degli ostacoli e una pulizia efficiente.
  • LiDAR per veicoli autonomiUtilizza obiettivi ToF per ottenere informazioni in tempo reale sulla distanza e sulla profondità degli oggetti.

3. Le nostre soluzioni ottiche per l'elettronica di consumo

Progettazione e produzione optoelettronica a lunghezza d'onda in plastica o vetrolenti sagomatePer l'elettronica di consumo. Offriamo diversi obiettivi standard per telecamere di sorveglianza e obiettivi ToF, mentre il resto dei nostri obiettivi per l'elettronica di consumo sono personalizzati.

3.1 Obiettivi per telecamere di sorveglianza

Lenti per telecamere di sorveglianza Consumer Optics

Lente per telecamera di sorveglianza optoelettronica a lunghezza d'onda

Nostroobiettivi per telecamere di sorveglianzaAdotta una struttura ibrida vetro-plastica che offre prestazioni eccellenti in termini di aberrazione acromatica. Inoltre, presenta le caratteristiche di un ampio campo visivo e di un'uniformità dell'immagine. Trova ampio impiego in telecamere per droni, domotica, sicurezza civile e altri ambiti.

Numero di parte Struttura FFL F/# FOV M-TTL Sensore no
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″

Tabella 1: Lunghezza d'onda degli obiettivi delle telecamere di sorveglianza optoelettroniche

3.2 Lenti ToF

Lenti Time of Flight (ToF) per ottica di consumo

Lente optoelettronica ToF a lunghezza d'onda

Obiettivi Time-of-Flight (ToF)Le lenti ToF, note anche come lenti di profondità 3D, sono dotate di funzionalità di misurazione della distanza in tempo reale e sono in grado di ottenere informazioni sulla profondità degli oggetti. Questi prodotti trovano applicazione nell'elettronica di consumo, come ad esempio nelle telecamere per la casa intelligente, nei robot aspirapolvere, nella realtà aumentata/virtuale, nei droni e nei sistemi LiDAR per veicoli autonomi. Le lenti ToF utilizzano la luce infrarossa per determinare le informazioni sulla profondità. Il sensore emette un segnale che si riflette sull'oggetto e ritorna al sensore stesso. In base all'intensità e al tempo impiegato dalla luce riflessa per raggiungere il sensore, è possibile eseguire una mappatura della profondità dell'oggetto. Rispetto ad altre tecnologie di mappatura della profondità 3D, la tecnologia ToF è relativamente economica. L'elevata frequenza di fotogrammi al secondo consente applicazioni in tempo reale, come la sfocatura dello sfondo nei video in tempo reale.

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Figura 1: Diagramma del principio ToF
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Figura 2 Diagramma di imaging ToF

La tecnica ToF è più precisa e offre miglioramenti sostanziali rispetto ad altre tecniche di imaging.

Codice articolo EFL (mm) FFL (mm) FNO Campo visivo (DxHxV) (mm) M-TTL (mm) MAX CRA Dimensioni del sensore Dimensioni della vite Applicazione
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 a 850 nm
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 a 850 nm
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 a 940 nm
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 TOF a 850 nm
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 a 940 nm

Tabella 2: Lenti optoelettroniche ToF a lunghezza d'onda

3.2.1 LiDAR per veicoli autonomi

Le ottiche a 905 nm e 1550 nm sono adatte per applicazioni di guida autonoma.

fattori 905 nm 1550 nm Spiegazione
Acqua + L'acqua assorbe le onde a 1550 nm circa 145 volte di più rispetto alle onde a 905 nm.
Pioggia e nebbia + Il degrado delle onde a 1550 nm in presenza di pioggia e nebbia, rispetto alle condizioni normali, è 4-5 volte peggiore del degrado delle onde a 905 nm.
Nevicare + Le onde a 1550 nm presentano una riflettanza nella neve inferiore di circa il 97% rispetto alle onde a 905 nm.
Consumo energetico + In condizioni di umidità, i sensori che utilizzano una lunghezza d'onda di 1550 nm richiederanno una potenza superiore di oltre 10 volte rispetto a un sistema simile a 905 nm.
Allineare + + In condizioni ottimali, entrambe le lunghezze d'onda di 905 e 1550 nm possono raggiungere distanze di centinaia di metri.
Disponibilità dei componenti tecnologici + I componenti chiave per la tecnologia a 1550 nm sono realizzati su misura oppure sono disponibili solo tramite catene di approvvigionamento non standard e richiedono materiali esotici.
Tabella 3: Idoneità delle ottiche a 905 nm e 1550 nm per la guida autonoma

3.3 Lenti per la visione da vicino

Ottiche modellate - Lenti per la visione da vicino

Lente optoelettronica per la visione da vicino a lunghezza d'onda

Codice articolo: DJZ32-B01
FFL: 10.03
Campo visivo: 48,8 (orizzontale) x 41,3 (verticale)
Tipo di chip: IM 250 2/3″

Specifiche 1: Lente optoelettronica per la visione da vicino a lunghezza d'onda

Lenti per la vistaIl sistema è composto da molteplici elementi ottici che lavorano con un sensore IMX250 da 2/3" con attacco C e un software di elaborazione delle immagini sulla linea di produzione AR/VR per ottenere un'ispezione automatica di MTF, distorsione, FOV, curvatura di campo e illuminazione relativa del dispositivo assemblato. Offriamo lenti esclusive agli integratori di sistemi per dispositivi AR/VR.

3.4 Altri campioni

Tipi di prodotto disponibiliTra queste figurano obiettivi stenopeici, obiettivi per la scansione, obiettivi per droni, obiettivi per fotocamere, obiettivi conici e così via.

Numero di parte Struttura FFL F/# FOV M-TTL Sensore no Applicazione
PG-OL-1.8-3.2 4G 1,80 3.2 70°(H) x 51°(V) 10.42 MT9V022 1/3″ Obiettivo stenopeico
PG-OL-3.25-6.5 5G 3,25 6.5 40,63°(H) x 26,41°(V) 11.60 1/3″ Obiettivo di scansione
PG-OL-4.78-12 4P 4,78 12.0 42,4°(H) x 34,4°(V) 11,88 EV76C560 1/1.8″ Codice a barre
PG-OL-1.1-2.2 2P 1.10 2.2 70°(H) x 56°(V) 2,75 OV7251 1/7.5″ Obiettivo del drone
PG-OL-6.68-2.8 8G 6,68 2.8 100°(H) x 76°(V) 20.57 IMX117 1/2.3″ Telecamera
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″ Rilevamento di immagini AR

Tabella 4: Lunghezza d'onda Lenti optoelettroniche Altre lenti stampate

3.5 Personalizzazione delle lenti stampate

Con il nostrostrutture all'avanguardiaSiamo in grado di progettare e fornire soluzioni complete e personalizzate per le esigenze specifiche dei clienti. Produciamo lenti stampate per dispositivi elettronici di consumo, utilizzando materiali in vetro o plastica.

3.5.1 Lenti asferiche stampate

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Lenti asferiche stampate optoelettroniche a lunghezza d'onda
Schemi Precisione Ultra-precision
Diametro 1-25 mm 1-20 mm
Tolleranza Dia ±0,015 mm ±0,005 mm
Tolleranza di spessore ±0,03 mm ±0,005 mm
Irregolarità (PV) 1 µm 0,6 µm
Irregolarità (RMS) 0,3 µm 0,08-0,15 µm
Errore di centratura 1'
Qualità della superficie 40-20 20-10
Rivestimento Personalizzabile Personalizzabile
Tabella 5: Capacità di produzione di lenti asferiche stampate optoelettroniche a lunghezza d'onda

3.5.2 Lenti micro asferiche

3.5.2.1 Obiettivi per telefoni cellulari
Telefoni cellulari e lenti mediche

Lenti per fotocamera del telefono stampate

(1≤φ≤5)
Tolleranza OD: ±0,003 mm
Tolleranza CT: ±0,003 mm
Tolleranza di altezza di abbassamento: ±0,002 mm
Precisione della superficie: Rt ≤0,0006 mm, ΔRt ≤0,0003 mm
Errore di centratura: ≤ 0,003 mm

Specifiche 2: Lenti optoelettroniche stampate per fotocamere di telefoni cellulari

3.5.2.2 Obiettivi di sorveglianza e DSC
Obiettivi di sorveglianza e DSC

Lenti di sorveglianza e DSC stampate

(5≤φ≤12)
Tolleranza OD: ±0,003 mm
Tolleranza CT: ±0,003 mm
Tolleranza di altezza di abbassamento: ±0,002 mm
Precisione della superficie: Rt ≤0,0015 mm, ΔRt ≤0,0005 mm
Errore di centratura: ≤ 0,005 mm

Specifiche 3: Lenti optoelettroniche stampate per sorveglianza e DSC a lunghezza d'onda

3.5.3 Lenti asferiche di grandi dimensioni

Grandi lenti asferiche

Lente per proiettore sagomata

Tolleranza OD: ±0,01 mm
Tolleranza CT: ±0,005 mm
Tolleranza di altezza di abbassamento: ±0,005 mm
Precisione della superficie: Rt ≤0,005 mm, ΔRt ≤0,002 mm
Errore di centratura: ≤ 0,008 mm

Specifiche 4: Lente per proiettore optoelettronico a lunghezza d'onda

Le lenti asferiche di grandi dimensioni sono adatte a prodotti che richiedono lenti di diametro maggiore, come ad esempio i proiettori.

3.5.4 Lenti asferiche di forma speciale

Lenti asferiche di forma speciale

Lenti asferiche a forma libera

Tolleranza dimensionale: ±0,01 mm
Tolleranza CT: ±0,005 mm
Tolleranza altezza flessione: ±0,002
Precisione della superficie: Rt ≤0,003 mm, ΔRt ≤0,0008 mm

Specifiche 5: Lenti asferiche optoelettroniche a forma speciale per la lunghezza d'onda

Le lenti dalla forma speciale sono adatte per il controllo automatico dei segnali o per prodotti di realtà aumentata/virtuale.

4. Tecnologia di stampaggio a iniezione

Stampaggio delle lenti

Impianto di stampaggio a iniezione optoelettronico a lunghezza d'onda

La plastica, il vetro e i materiali ibridi plastica-vetro sono le materie prime utilizzate per produrre lenti ottiche con la tecnologia dello stampaggio a iniezione. Lo stampaggio a iniezione è un processo in cui il materiale plastico/vetro viene fuso e iniettato negli stampi. Il processo successivo prevede il raffreddamento del materiale dello stampo per farlo indurire, rendendolo così pronto all'uso con specifiche precise per diverse applicazioni.

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Lenti micromodellate optoelettroniche a lunghezza d'onda

Un singolo utensile è sufficiente per produrre volumi elevati con la qualità superficiale necessaria per ogni ciclo di produzione. Temperatura e pressione sono i parametri chiave che devono essere tenuti sotto controllo durante l'intero processo.

5. Conclusion

Otticaè una forza trainante dietro la costante evoluzione dell'elettronica di consumo. Dalle straordinarie tecnologie innovative per le fotocamere alle esperienze immersive.AR/VResperienze esicurezzaGrazie alle sue caratteristiche, l'ottica gioca un ruolo fondamentale nel migliorare la funzionalità e l'esperienza utente dei nostri dispositivi. Con la continua evoluzione della tecnologia ottica, possiamo aspettarci di vedere applicazioni ancora più innovative ed entusiasmanti nei dispositivi elettronici di consumo.

Se stai cercando un fornitore affidabile di componenti ottici per l'elettronica di consumo, Wavelength Opto-Electronicprogettazione e produzioneLenti stampate per queste applicazioni. Con oltre un decennio di esperienza nel settore dell'ottica e impianti all'avanguardia completamente attrezzati, potete contare sulla qualità delle nostre ottiche e sulle nostre capacità produttive.


Data di pubblicazione: 23 settembre 2024