Die Lösung liegt in der Linsentechnologie auf Polymerbasis. Anstelle eines Motors nutzt diese Tlens-Technologie einen speziellen Piezoelektrisches Element, der seine Form verändert, wenn eine Spannung angelegt wird.
Durch den Einsatz der piezoelektrischen MEMS-basierten TLens -Autofokustechnologie in der Kamera entfallen bewegliche Teile, wodurch die Kernprobleme der VCM-basierten Technologie behoben werden. Das Ergebnis ist eine Kamera mit schnellerem Autofokus, erhöhter Langlebigkeit und qualitativ hochwertigen Bildern.
In diesem Blogbeitrag führen wir Sie durch folgende Themen:
- Wie sich die TLens- Technologie vom herkömmlichen VCM-Autofokus unterscheidet
- Wie TLens in Kombination mit dem TintE ISP von e-con Systems die Kameraleistung verbessert
- Wichtigste Vorteile von TLens gegenüber mechanischen Autofokussystemen
- Anwendungen von TLens in eingebetteten Bildverarbeitungssystemen
Was ist TLens ?
TLens® (von poLight ASA (OSE: PLT )) ist eine MEMS-basierte , abstimmbare Linse, die einen piezoelektrischen PZT-Aktor (Blei-Zirkonat-Titanat) nutzt, um eine Glasmembran und eine Polymeroptik zu verformen. Die Fokussierung erfolgt über Spannung, anstatt die gesamte Linse zu bewegen. Sie unterstützt Auflösungen von wenigen Megapixeln bis hin zu sehr hohen Auflösungen (30–50 MP) in einigen Ausführungen und ist mit Sensorformaten bis zu 1/1,5 Zoll kompatibel.
TLens zeichnet sich außerdem durch eine schnelle Reaktionszeit (≈ca. 1 ms ), einen geringen Stromverbrauch und eine Fokussierung von unendlich bis auf etwa 10 cm (oder näher, je nach Variante) aus.
Die konzeptionellen Diagramme sind unten dargestellt:
Der Prozess beginnt mit der Aufnahme des Bildausschnitts durch den Bildsensor. Diese Daten werden anschließend an den von e-con Systems entwickelten TintE ISP (Integrated Image Processor) gesendet. Dieser FPGA-basierte ISP (Field-Programmable Gate Array) dient der Verbesserung der Bildqualität von Kamerasystemen. TintE ™ bietet eine umfassende ISP-Pipeline mit anpassbaren Blöcken für Funktionen wie Debayering , AWB (Automatic Whiteback), AE (Automatic Equation), Gammakorrektur und mehr.
Der ISP wertet das aufgenommene Bild aus und bestimmt anschließend die notwendige Fokuskorrektur. Dazu sendet er ein elektrisches Signal an den TLens, der auf einem Kameramodul mit festem Fokus montiert ist. Das folgende Flussdiagramm veranschaulicht die Bildverarbeitung der TLens -Autofokuskamera:
Der ISP legt eine präzise Spannung an die TLens an . Diese Spannung verändert die Form des Polymers im Inneren der Linse und ändert so die Brennweite augenblicklich ohne mechanische Bewegung.
Das Ergebnis ist eine Kamera, die einen nahezu verzögerungsfreien Autofokus erreicht und so für flüssige und scharfe Bilder sorgt, während gleichzeitig der bei VCM-basierten Kameras übliche mechanische Verschleiß und die Vibrationen vermieden werden.
Wichtigste Vorteile der TLens -Autofokuskamera
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Schneller Autofokus für sofortige Schärfe
Dank einer Reaktionszeit von unter 1 ms können Kameras mit TLens nahezu verzögerungsfrei fokussieren. Dies ermöglicht gestochen scharfe Bildaufnahmen in dynamischen Umgebungen wie Robotern oder autonomen Fahrzeugen.
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Gleichbleibendes Sichtfeld für nahtlose Bildgebung
Im Gegensatz zum VCM-basierten Autofokus, der beim Fokussieren Verschiebungen im Bildfeld verursachen kann, hält TLens ein konstantes Bildfeld aufrecht. Für die Kamera bedeutet dies flüssigere Videoaufnahmen und verzerrungsfreie Bilder – ideal für Anwendungen, bei denen Konsistenz und Zuverlässigkeit entscheidend sind.
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Stabile optische Achse für überragende Bildqualität
TLens eliminiert mechanische Vibrationen durch Polymerverformung anstelle beweglicher Teile. Kameras profitieren von einer absolut stabilen optischen Achse und liefern scharfe, ruckelfreie Bilder ohne aufwendige Kalibrierung oder Korrektur.
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Autofokus mit extrem niedrigem Stromverbrauch
Mit einem Stromverbrauch von unter 1 mW gewährleistet TLens einen effizienten Kamerabetrieb ohne Erhöhung der Sensortemperatur. Dies verbessert die Bildqualität und erhöht die Zuverlässigkeit der Kamera in energieempfindlichen Umgebungen.
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Kompakte Größe für Mehrkamerasysteme
Das schlanke Profil von TLens ermöglicht eine engere Anordnung der Kameras in Mehrkamerasystemen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für fortschrittliche Bildverarbeitungssysteme wie Stereobildgebung, Tiefenmessung und großflächige Überwachung – alles ohne Kompromisse bei der Bildqualität.
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Große Blendenöffnung für hellere Bilder
Dank einer Blendenöffnung von f / 1.55 können mit TLens ausgestattete Kameras mehr Licht einfangen und so auch bei schwachem Licht hellere und schärfere Bilder liefern. Dies ist entscheidend für Anwendungen wie Überwachung, Automobilindustrie und medizinische Bildgebung, bei denen höchste Detailgenauigkeit unerlässlich ist.
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Flexibler Fokusbereich von Unendlich bis 10 cm
Die Autofokuskameras von TLens können den Fokus nahtlos von unendlich bis auf nur 10 cm verstellen . Dadurch eignet sich die Autofokuskamera sowohl für Nahaufnahmen als auch für die Aufnahme entfernter Objekte.
TLens vs. VCM-Technologie
| Parameter | TLens | VCM |
| Geschwindigkeit | Nahezu sofort (<1 ms ) | Langsam |
| Zuverlässigkeit | Sehr hoch | Geringer Verschleiß |
| Stromverbrauch | <1 mW | Hoch |
| Konstantes Sichtfeld | Ja | NEIN |
| Bildstabilität | Ausgezeichnet (keine Vibrationen) | Niedrig |
| Größe (Kameramodul) | Ultrakompakt | Größer |
| Temperaturstabilität | Hoch | Niedrig |
| Magnetische Interferenzen | Immun | Betroffen |
Beliebte Anwendungen von TLens- Kameras in der eingebetteten Bildverarbeitung
Industrie
TLens -Kameras eignen sich dank ihres extrem schnellen Autofokus und ihrer Reaktionszeit im Submillisekundenbereich hervorragend für industrielle Barcode-Lesegeräte. Diese Geschwindigkeit ist entscheidend für die Erfassung und Verarbeitung von Daten von sich schnell bewegenden Objekten in Produktionslinien und gewährleistet ein sofortiges und präzises Auslesen.
Durch die sofortige Fokussierung eliminieren diese Kameras die Verzögerungen herkömmlicher mechanischer Autofokussysteme. Das macht sie zu einer beliebten Wahl zur Steigerung von Produktivität und Zuverlässigkeit in industriellen Handgeräten und KI-Robotikanwendungen.
Biometrie
TLens ist speziell für den Nahinfrarotbereich (NIR) optimiert und gewährleistet so eine überragende Leistung in biometrischen und Sicherheitsanwendungen. Dieser Wellenlängenbereich wird häufig für Gesichtserkennung, Iris-Scanning und Venenmuster-Authentifizierung genutzt. Kameras liefern daher auch bei schwachem Licht oder reiner Infrarotbeleuchtung einen scharfen und zuverlässigen Autofokus.
Lebenswissenschaften
von TLens zeichnen sich durch ein ultrakompaktes Design, eine sofortige Fokussierung (<1 ms ) und einen geringen Stromverbrauch aus und eignen sich daher ideal für die Integration in Endoskope.
e-con Systems: Wegweisend für innovative Kameralösungen
Seit 2003 ist e-con Systems führend in der Entwicklung und Fertigung von OEM-Kameralösungen. Unsere langjährige Expertise garantiert, dass jedes unserer Produkte auf Leistung, Zuverlässigkeit und nahtlose Integration ausgelegt ist.
Wir arbeiten aktiv an der Integration der TLens- Technologie in unsere Kameras. Durch die Kombination modernster TLens- Technologie mit unserem proprietären TintE ISP erreichen unsere Autofokuskameras eine Reaktionszeit von unter 1 ms , einen Stromverbrauch von unter 1 mW und ein ultrakompaktes Design, ideal für Multi-Kamera-Setups.
Kontaktieren Sie uns unter camerasolutions@e-consystems.com, um zu erfahren, wie TLens -fähige Kameras Ihre Produktentwicklung beschleunigen können.
Auf unserer Kameraauswahlseite können Sie unser gesamtes Portfolio ansehen.
Häufig gestellte Fragen
- Wie verbessert TLens die Bildstabilität im Vergleich zu VCM-Kameras?
Da TLens auf mechanische bewegliche Teile verzichtet, wird eine stabile optische Achse während des Fokussierens beibehalten, wodurch Vibrationen reduziert und eine gleichbleibende Bildqualität gewährleistet wird.
- Wie interagiert der TintE ISP mit der TLens für den Echtzeit-Autofokus?
Der auf einem FPGA implementierte TintE ISP erfasst eingehende Bildsequenzen und wertet diese anhand der Schärfe aus, um den optimalen Fokus zu ermitteln. Basierend auf diesen Messwerten berechnet er präzise Spannungsanpassungen und steuert die TLens- Membran an. Dieser geschlossene Regelkreis ermöglicht einen Autofokus im Submillisekundenbereich.
- Wie erreicht der piezoelektrische Aktuierungsmechanismus in TLens die Modulation der Brennweite?
TLens verwendet eine PZT-MEMS-Membran (Bleizirkonattitanat) , die sich proportional zur angelegten Spannung verformt. Die Verformung verändert die Krümmung der optischen Polymergrenzfläche, was zu kontinuierlichen Änderungen der Brennweite ohne axiale Linsenbewegung führt.
- Gibt es Einschränkungen bei TLens ?
- Temperaturabhängigkeit (die Eigenschaften der Flüssigkristalle variieren mit der Temperatur).
- Benötigt eine gute ISP-Rückkopplungsschleife für eine präzise Steuerung
- Wie hoch ist die typische Lebensdauer eines TLens ?
Da es keine beweglichen Teile hat, kann das TLens Millionen von Fokussierzyklen überstehen und übertrifft damit mechanische Autofokusobjektive in puncto Zuverlässigkeit bei weitem.
Prabu ist Chief Technology Officer und Head of Camera Products bei e-con Systems und verfügt über eine reiche Erfahrung von mehr als 15 Jahren im Bereich der eingebetteten Bildverarbeitung. Er bringt umfassende Kenntnisse in den Bereichen USB-Kameras, eingebettete Bildverarbeitungskameras, Bildverarbeitungsalgorithmen und FPGAs mit. Er hat über 50 Kameralösungen für verschiedene Bereiche wie Medizin, Industrie, Landwirtschaft, Einzelhandel, Biometrie und mehr entwickelt. Er verfügt außerdem über Fachwissen in der Gerätetreiberentwicklung und BSP-Entwicklung. Derzeit liegt der Schwerpunkt von Prabu auf der Entwicklung intelligenter Kameralösungen, die KI-basierte Anwendungen des neuen Zeitalters ermöglichen.