Uygulamanız için Endoskop Lensi Nasıl Seçilir

Endoskop lensinin zor bir işi vardır. Kısa mesafede, genellikle aydınlatma ve konumlandırmanın sıkı bir şekilde kısıtlandığı bir alanda faydalı bir görüntü üretirken dar bir cihaza sığmalıdır.

Bu nedenle bir endoskop lensi seçmek, yalnızca mevcut en küçük çapın veya en geniş görüş alanının seçilmesi meselesi değildir. Geniş bir sahneyi yakalayan bir mercek, nesne başına daha az ayrıntı gösterebilir. Belirli bir çalışma mesafesi için optimize edilmiş bir tasarım, daha yakın veya daha uzaktaki bir nesneyi kabul edilebilir bir odakta tutamayabilir. Mekanik sınırlar aynı zamanda tasarımcının kullanabileceği optik konfigürasyonları da kısıtlayabilir.

Uygulama ister tıbbi görüntüleme, endüstriyel inceleme veya başka bir dahili görselleştirme biçimi olsun, en iyi başlangıç ​​noktası kameranın neyi, hangi koşullar altında göstermesi gerektiğini tanımlamaktır.

1. Denetim görevini ve hedefini tanımlayın

Endoskopun neyi gözlemlemesi gerektiğini açıklayarak başlayın. Amaç bir yüzeyi çiziklere karşı incelemek mi, bir boşluğu incelemek mi, küçük bir özelliği tanımlamak mı yoksa iç mekanın genel bir görünümünü sağlamak mı? Hedef ve görev, hangi görüntü özelliklerinin en önemli olduğunu belirler.

Bir kusur inceleme sistemi için, küçük ayrıntıları ayırt etme yeteneği, mümkün olan en geniş sahneyi yakalamaktan daha önemli olabilir. Bir boşluk veya boru içerisinde gezinmek için daha geniş kapsama alanı faydalı olabilir. Bazı uygulamalar her ikisine de ihtiyaç duyar; bu da uzlaşmalar veya farklı bir kamera mimarisi gerektirebilir.

Ayrıca hedef malzemeyi ve yüzeyi de tanımlayın. Yüksek derecede yansıtıcı, şeffaf, koyu veya dokulu nesneler aynı aydınlatma altında farklı davranabilir. Endoskop bir sıvı içinde veya koruyucu bir pencerenin arkasında çalışacaksa bunu önceden belirtin; optik yol, sıradan bir hava tabanlı kuruluma mutlaka eşdeğer değildir.

Hedefin fotoğrafları, mevcut alanın bir taslağı ve kabul edilebilir ve kabul edilemez görsellerin örnekleri genellikle tek başına kısa bir spesifikasyondan daha faydalıdır.

2. Görüş alanı: Lens ne kadar görebilir?

Görüş alanı (FOV), lensin yakaladığı sahnenin açısal boyutunu gösterir. Endoskop uygulamalarında geniş bir FOV, kullanıcının cihazı fazla hareket ettirmeden çevredeki alanı daha fazla görmesine yardımcı olabilir.

Ancak daha geniş kapsama alanı otomatik olarak daha iyi değildir. Sensör çözünürlüğü sabit kaldığında, daha büyük bir sahne, küçük bir özellik boyunca daha az piksel bırakabilir. Çok geniş açılı tasarımlar aynı zamanda görsel yönelim için kabul edilebilir olan ancak geometrinin doğru bir şekilde değerlendirilmesi gerektiğinde daha az uygun olan distorsiyona da neden olabilir.

FOV'u belirtirken gereksinimin yatay mı, dikey mi yoksa çapraz mı olduğunu açıklayın. Aynı lens farklı sensör boyutlarıyla farklı kapsama alanı üretebileceğinden sensör formatını veya modelini belirtin. Bir hedefin görüntüye belirli bir mesafede sığması gerekiyorsa, hedef boyutlarını ve çalışma mesafesini de sağlayın.

Mercek ucunu, hedefi ve gerekli görünür alanı gösteren basit bir çizim, optik tasarımcının önerilen görüş alanının uygun olup olmadığını belirlemesine yardımcı olabilir.

3. Alan derinliği ve çalışma mesafesi birbiriyle bağlantılıdır

Çalışma mesafesi, merceğe veya açıkça belirlenmiş bir referans noktasına olan mesafedir. Alan derinliği (DOF), tanımlanan koşullar altında görüntünün kabul edilebilir derecede keskin kaldığı nesne mesafeleri aralığını tanımlar.

Bu iki parametrenin birlikte tartışılması gerekir. Dar bir mesafe aralığı için optimize edilmiş bir lens, amaçlanan inceleme noktasında güçlü ayrıntılar sağlayabilir ancak hedef yaklaştığında veya uzaklaştığında daha az kullanışlı hale gelir. Sonuç optik tasarıma, açıklığa, sensör çözünürlüğüne ve kabul edilebilir keskinliği tanımlamak için kullanılan kriterlere bağlı olsa da, daha büyük bir alan derinliği mesafe değişimine karşı toleransı artırabilir.

Bir endoskop için nominal çalışma mesafesini, beklenen en yakın hedef mesafeyi ve kullanılabilir kalması gereken en uzak mesafeyi sağlamak yararlı olacaktır. Cihazın hem yakındaki bir yüzeyi hem de daha geniş bir boşluğu incelemesi gerekiyorsa, yalnızca tercih edilen bir mesafe sağlamak yerine bunu söyleyin.

Gerçek çalışma aralığını açıklamadan "büyük DOF" istemekten kaçının. Sayısal bir mesafe aralığı veya birkaç temsili hedef konumu, gereksinimin değerlendirilmesini ve test edilmesini kolaylaştırır.

4. Optik ortam neden önemlidir?

Havada kullanılmak üzere tasarlanmış bir optik sistem, su veya sıvı dolu ortam gibi başka bir ortamda kullanıldığında farklı davranabilir. Çevreleyen ortamın kırılma indisi, ışığın optik arayüzlerde nasıl büküldüğünü değiştirir ve odağı, görünür görüş alanını ve diğer görüntüleme özelliklerini etkileyebilir.

Bu, endoskopun su altı incelemesi için tasarlandığı veya ön optik yüzeyin havadan farklı bir ortamla temas ettiği başka bir uygulama için tasarlandığı durumlarda özellikle önemlidir. Bir merceğin tek başına havada test edilmesi, onun amaçlanan ortamdaki nihai davranışını tam olarak tahmin edemeyebilir.

Uygulamayı anlatırken merceğin havada mı, suda mı yoksa şeffaf koruyucu bir pencerenin arkasında mı çalışacağını belirtin. Biliniyorsa pencere malzemesini ve kalınlığını ekleyin. Sistem suya daldırılacaksa ilgili çalışma mesafelerini ve görüntü kalitesinin değerlendirilmesi gereken koşulları tanımlayın.

Uygun test kurulumu, nihai uygulamayı olabildiğince yakından yansıtmalıdır. Özel projeler için optik ekip ve müşteri, numune onayından önce referans ortamı, hedef mesafesi, odaklama prosedürü ve görüntü kalitesi kabul kriterleri üzerinde anlaşmaya varmalıdır.

5. Çap ve mekanik tasarım optik çözümü sınırlayabilir

Endoskop lensleri sıklıkla zorlu boyut kısıtlamaları altında çalışır. Mevcut dış çap ve toplam uzunluk, kaç adet optik elemanın yerleştirilebileceğini, merceğin nasıl monte edildiğini ve görüntü sensörü ve çevre mahfaza ile nasıl arayüz oluşturacağını etkiler.

Daha küçük bir çap izole edilmiş bir amaç değildir. Görüş alanı, görüntü kalitesi, alan derinliği, aydınlatma ve üretim fizibilitesine göre dengelenmelidir. Teknik olarak mümkün olan bir tasarım yine de performans, montaj karmaşıklığı veya maliyet açısından ödün verilmesini gerektirebilir.

Maksimum dış çapı, mevcut uzunluğu, sensör konumunu, montaj arayüzünü ve ön uçtaki tüm kısıtlamaları sağlayın. Endoskopta aydınlatma fiberleri veya LED'ler varsa bunların konumlarını ve onlar için ayrılan alanı belirtin. Bu bileşenler mekanik düzeni ve hedefe ulaşan ışığı etkileyebilir.

Boyutlandırılmış bir çizim idealdir ancak net bir taslak, ilk fizibilite tartışmasını destekleyebilir. Optik bir değiş-tokuş gerektiğinde hangi boyutların sabit olduğunu ve hangilerinin ayarlanabileceğini belirleyin.

6. Çözünürlük, aydınlatma ve görüntü kontrastı

Lens, amaçlanan görev için yeterli miktarda yararlı ayrıntı sunmalıdır, ancak sensör ve aydınlatma da nihai görüntüyü etkiler. Yüksek çözünürlüklü bir sensör, yetersiz optik kontrastı, zayıf odaklanmayı, hareketi veya yetersiz aydınlatmayı telafi edemez.

Endoskop görüntüleme genellikle aydınlatma için sınırlı alan içerir. Parlaklık sahneye göre değişiklik gösterebilir ve yansıtıcı yüzeyler ayrıntıları gizleyen vurgular oluşturabilir. Bu nedenle lens, sensör pozlaması, aydınlatma geometrisi ve görüntü işleme bir sistem olarak değerlendirilmelidir.

Görüntü kalitesini tanımlarken çözülmesi gereken özelliği, hedef mesafeyi ve performansın en önemli olduğu görüntü alanını tanımlayın. Minimum özellik boyutu veya tanımlanmış görüntü kalitesi testi gibi ölçülebilir bir gereksiniminiz varsa bunu paylaşın. Değilse, temsili görseller sağlayın ve mevcut sistemin neyi gösteremediğini açıklayın.

Yalnızca megapiksel etiketine güvenmekten kaçının. Bir lensi üretim için onaylamadan önce amaçlanan sensör, aydınlatma ve hedef ile pratik değerlendirme yapılması önemlidir.

7. Lens üreticisiyle iletişime geçmeden önce yapılması gerekenler

Verimli bir araştırma, tamamlanmış bir optik reçete gerektirmez. Başvuruyu değerlendirmek için yeterli bilgiye ihtiyaç vardır.

Mümkünse aşağıdakileri hazırlayın:

Uygulama ve hedef türü

Sensör modeli, etkin boyutlar veya veri sayfası

Gerekli yatay, dikey veya çapraz FOV

Nominal ve izin verilen çalışma mesafesi aralığı

Gerekli alan derinliği veya minimum özellik boyutu

Maksimum lens çapı ve mevcut uzunluk

Çalışma ortamı, koruyucu pencere ve çevre koşulları

 İlgiliyse aydınlatma düzenlemesi ve dalga boyu

Prototip miktarı, beklenen üretim hacmi, hedef maliyet ve program

Mevcut bir endoskop modülünüz varsa, örnek görüntüler veya fiziksel bir referans neyin değişmesi gerektiğini açıklığa kavuşturabilir. Mevcut güçlü yönleri ve sınırlamaları belirleyin: Belki görüntü yalnızca bir mesafede keskindir, uç çok büyüktür veya sahne kapsamı yetersizdir.

Bu bilgi, mevcut bir merceğin uyarlanıp uyarlanamayacağına veya özelleştirilmiş bir optik tasarımın dikkate alınıp alınmayacağına karar verilmesine yardımcı olur.

Sonuç: gerçek denetim koşullarıyla başlayın

Endoskop lens seçimi, optik performans ile fiziksel kısıtlamalar arasındaki dengedir. Görüş alanı, alan derinliği, çalışma mesafesi, çevre ortamı, sensör özellikleri, aydınlatma ve mekanik boyutlar birlikte tanımlanmalıdır.

En kullanışlı spesifikasyonun mutlaka en uzun olanı olması gerekmez. Gerçek denetim görevini mühendislerin pratik bir çözümü değerlendirmesine yetecek kadar açık bir şekilde tanımlayandır.

Boshi OptikShanghai Silk Optical Technology Co., Ltd.'nin bir parçası olan şirket, özelleştirilmiş endoskopla ilgili optikler de dahil olmak üzere görüntüleme uygulamalarına yönelik optik ürünler geliştirmekte ve üretmektedir. Yeni bir proje için sensör bilgilerini, mekanik zarfı, çalışma mesafesi aralığını, hedef sahneyi ve amaçlanan işletim ortamını paylaşın.

Ziyaret edinözelleştirilmiş ürünler sayfası özelleştirilmiş optik geliştirme hakkında daha fazla bilgi edinmek veya bizimle iletişime geçmek içinresmi web sitesi(https://www.lensmanufacture.com/) gereksinimlerinizi görüşmek üzere.