Hvad er den mindste linse, der bruges til endoskopi?

Indledning
I endoskopi betyder mindre mindre invasiv og større rækkevidde. I hjertet af ethvert ultratyndt endoskop er en lille linse. Så hvad er den mindste linse, der bruges i endoskopi i dag? Kommercielt tilgængelige miniaturelinser kan være så små som 0,65 mm i diameter - nogenlunde tykkelsen af ​​en nål. Disse linser er en del af et mikroendoskopkameramodul , der kan navigere i blodkar, tårekanaler eller mikromaskiner. Denne artikel udforsker størrelsesgrænserne, teknologien bag dem, og hvordan de integreres i endoskopkameramoduldesign .

Hvad er en 'mindste linse' i endoskopi?
En linse i et endoskop er et optisk system med flere elementer, der fokuserer lys på en CMOS-modulkamerasensor . Den 'mindste' refererer til den ydre diameter af den komplette linsesamling. Til medicinsk mikroendoskopi (f.eks. visning af kranspulsårer) er linser på 0,5 mm til 1,0 mm allerede i brug. Rekorden for masseproduktion er OmniVision OV6948-sensorpakken, som inkluderer en integreret linse, der måler 0,65 mm × 0,65 mm – et komplet mikroendoskop-kameramodul, der viser, hvor lille optikken er blevet.

Hvor lille kan en linse være?
Fysiske grænser kommer fra:

• Diffraktion – Når blænden bliver for lille, lider opløsningen.

• Fremstillingstolerance – Slibning og polering af sub-millimeter glas er meget hårdt.

• Sensorpixelstørrelse – Objektivet skal opløse detaljer på pixelniveau (typisk 1,0–1,9 µm).

Dagens mindste linser bruger wafer-level optics (WLO) , der ætser hundredvis af linser på en glaswafer. Denne teknik producerer ensartede linser ned til 0,4 mm diameter. For et brugbart billede bruger de fleste medicinske endoskoper linser omkring 0,8-1,5 mm for at få nok lys og opløsning.

Anvendelser af de mindste linser

Et mikroendoskopkameramodul med en sub-millimeter linse er normalt fast-fokuseret og bruger et cmos-modulkamera med meget små pixels (f.eks. 1,0 µm). Opløsningen er ofte VGA eller 720p - et kameramodul 1080p ville have brug for et større objektiv for nok lys.

CMOS-sensorer og små linser
Et mikroendoskop-kameramodul parrer den lille linse med et matchende CMOS-modulkamera . For at holde den samlede diameter under 1 mm er selve sensordysen miniaturiseret. For eksempel stabler OmniVision OV6948 linsen oven på sensoren, hvilket skaber et kamera i chipskala. Denne chip passer ind i medicinske engangsskoper.

For plug-and-play bekvemmelighed kan modulet bygges som et USB-kameramodul med et eksternt driverkort. Men ved størrelser under millimeter passer kun sensoren og linsen i spidsen – USB-interfacet håndteres i et større håndtag.

Hvorfor ikke altid bruge den mindste linse?
Afvejninger omfatter:

• Billedkvalitet – Ekstremt små linser samler lidt lys og har begrænset opløsning.

• Omkostninger – Optik på waferniveau er dyrt at værktøj.

• Synsfelt – Meget små linser har ofte et smalt FOV (<70°).

• Dybdeskarphed – Miniatureobjektiver har typisk lav DOF.

For de fleste medicinske og industrielle endoskopier er en linsediameter på 2-4 mm det søde punkt, der leverer hd-kameramodul (1080p) ydeevne med god lysoptagelse. Et kameramodul 1080p brugt i et standardboreskop har normalt en 3-5 mm linse.

Sincere's mikroendoskopkameramoduler
Hos Sincere fremstiller vi både standard- og mikroendoskopkameramodulløsninger :

• Mikroendoskopkameramodul – Linser så små som 0,7 mm, med cmos-modulkamerasensorer ned til 400×400.

• USB-kameramodul – Til ikke-steril industriel brug tilbyder vi UVC-kompatible moduler med 1,0 mm spidser.

• Kameramodul 1080p – Til applikationer, hvor opløsning betyder mere end størrelse, leverer vores 2,8-5 mm moduler Full HD.

• HD-kameramodul – 720p og 1080p muligheder med UVC-kameramodul plug-and-play-interface.

• Plug-and-play – Vores UVC-kameramodulmodeller fungerer med det samme på enhver pc.

Resumé
Den mindste linse, der bruges i endoskopi i dag, når en diameter på 0,65 mm , hvilket muliggør ægte mikroinvasive procedurer. Disse linser er en del af et mikroendoskop-kameramodul, der kombinerer CMOS-modulets kamerasensorer med optik på wafer-niveau. Selvom det er imponerende, bruger de fleste rutinemæssige endoskopier linser på 2-5 mm til at balancere billedkvalitet, lysfølsomhed og omkostninger. Til applikationer, der kræver den ultimative miniaturisering, tilbyder Sincere brugerdefinerede endoskopkameramoduldesign ned til 0,7 mm. Uanset om du har brug for et USB-kameramodul til industriel mikroinspektion eller et kameramodul 1080p til standardboreskoper, matcher vi objektivstørrelsen til dine behov.

Kontakt Sincere for at diskutere dine krav til mikroendoskopkameramoduler .