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2024 年の消費者向け電子機器における光学の役割を理解する

著者: Bryan Ng ? マーケティング マネージャー
編集者: Qu Yingli ? R&D ディレクター
編集者: Pradyumn ? R&D インターン
公開日: 2023 年 11 月 27 日
最終更新日: 2024 年 6 月 21 日




1. はじめに



家電製品は私たちの日常生活に欠かせないものとなり、人々のコミュニケーション、仕事のプロセス、娯楽を形作っています。家電製品の洗練されたコンパクトなデザインの背後には、光学が重要な役割を果たしている最先端の技術の世界があります。


2. 家電製品の光学アプリケーション

カメラ付きドローン


光学は、消費者向け電子機器に搭載されているカメラの改良に役立っています。スマートフォンのカメラ、ノートパソコンのカメラ、ドローンのカメラから車載カメラやウェブカメラまで、光学の進歩は写真撮影や動画撮影に革命をもたらしました。
カメラはレンズを使用して光を画像センサーに集光します。次に、画像センサーを使用して光を電気信号に変換し、デジタル化して画像として保存します。
高品質のレンズは鮮明な画像を撮影するために不可欠であり、メーカーはレンズの素材と設計を絶えず改良して歪みや収差を減らし、画像の鮮明度を高めています。
光学式手ぶれ補正と電子式手ぶれ補正のメカニズムにより、手ぶれや振動の影響が軽減され、より滑らかで鮮明な写真や動画が撮影できます。カメラにはさまざまなタイプのレンズが使用されており、それぞれに独自の特性があります。光学と洗練された画像処理アルゴリズムを組み合わせることで、HDR (ハイダイナミックレンジ)、ポートレートモード、ナイトモードなどの機能が可能になり、さまざまな状況で素晴らしい写真を撮影できます。

スマートフォン カメラ


たとえば、広角レンズは視野が広いため、風景写真に最適です。望遠レンズは視野が狭いため、スポーツや野生動物の撮影に最適です。


2.2 仮想現実と拡張現実

AR/VR


光学は、仮想現実 (VR) と拡張現実 (AR) 体験の要です。VR ヘッドセットはレンズを使用して、ユーザーが見る 3 次元画像を作成し、没入感あふれる環境を作り出します。AR グラスは、光学を使用してデジタル情報を現実世界に重ね、着用者の視野に画像を投影します。AR/VR レンズは、近眼ディスプレイ用に特別に設計された独自の光学品質を備えています。レンズは、人間の目の大きさ、位置、視野を模倣します。このようなレンズは近眼レンズと呼ばれます。これらのテクノロジーは、ゲーム、教育、トレーニング、およびさまざまな専門用途でますます人気が高まっています。


2.3 その他の用途

3. 民生用電子機器向け光学部品

Wavelength Opto-Electronic は、民生用電子機器向けのプラスチックまたはガラス成形レンズを設計および製造しています。当社は、標準的な監視カメラ レンズと ToF レンズをいくつか提供していますが、その他の民生用電子機器用レンズはカスタマイズされています。


3.1 監視カメラ レンズ

Wavelength Opto Electronic社製の成形監視カメラレンズ


当社の監視カメラレンズはガラスとプラスチックのハイブリッド構造を採用しており、色収差の点で優れた性能を発揮します。さらに、視野角が広く、画像の一貫性が均一であるという特徴があります。ドローンカメラ、スマートホーム、民間警備などの用途で広く使用されています。


型名 構造 FFL F/# FOV M-TTL センサー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"

表 1:監視カメラ レンズ


3.2 ToF レンズ

Wavelength Opto Electronic社製のToF レンズ


飛行時間 (ToF) レンズは 3D 深度レンズとも呼ばれ、リアルタイム測距機能を備え、物体の深度情報を取得できます。これらの製品は、スマート ホーム カメラ、スイーピング ロボット、AR/VR、ドローン、自律走行車用 LiDAR などの民生用電子機器に適用できます。ToF レンズは、深度情報を決定するために赤外線を使用します。センサーは、物体に反射してセンサーに戻る信号を発します。反射光の強度とセンサーに到達するまでの時間に基づいて、物体の深度マッピングを実行できます。他の 3D 深度マッピング技術と比較して、ToF 技術は比較的安価です。1 秒あたりのフレーム レートが高いため、オンザフライ ビデオで背景をぼかすなどのリアルタイム アプリケーションが可能です。


図1: ToF原理図


図 2 ToF イメージング図


ToF は他のイメージング技術に比べて精度が高く、大幅な改善が図れます。

       
       

Wavelength Opto Electronic社製のToF レンズ


3.2.1 自律走行車用 LiDAR

905nm および 1550nm の光学系は、自律走行アプリケーションに適しています。