Τι είναι ο αριθμός F στις κάμερες ενδοσκοπίου;

Εισαγωγή
Εάν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ ενδοσκόπιο σε σκοτεινό σωλήνα ή κοιλότητα σώματος, γνωρίζετε ότι η φωτεινότητα έχει σημασία. Μια βασική προδιαγραφή που καθορίζει πόσο φως φτάνει στον αισθητήρα είναι ο αριθμός F (ονομάζεται επίσης f-stop ή διάφραγμα φακού ). Με απλά λόγια, ένας μικρότερος αριθμός F σημαίνει μεγαλύτερο άνοιγμα και φωτεινότερη εικόνα. Αυτό το άρθρο εξηγεί τι σημαίνει ο αριθμός F για τα σχέδια της μονάδας κάμερας ενδοσκοπίου , πώς επηρεάζει την ποιότητα της εικόνας και γιατί είναι κρίσιμος για ιατρική και βιομηχανική επιθεώρηση.

Τι είναι ο αριθμός F;
Ο αριθμός F ( οπτικό διάφραγμα ) είναι ο λόγος της εστιακής απόστασης του φακού προς τη διάμετρο της κόρης εισόδου. Είναι γραμμένο ως f/N, π.χ., f/2.0, f/2.8.

• Μικρότερος αριθμός F (π.χ. f/1,8) = μεγαλύτερο διάφραγμα = περισσότερο φως = φωτεινότερη εικόνα.

• Μεγαλύτερος αριθμός F (π.χ. f/8.0) = μικρότερο διάφραγμα = λιγότερο φως = πιο σκοτεινή εικόνα.

Στην ενδοσκόπηση, το πρωταρχικό μέλημα είναι η συγκέντρωση φωτός επειδή το περιβάλλον είναι σκοτεινό και ο αισθητήρας είναι μικρός.

Γιατί έχει σημασία ο αριθμός F-Number
Μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου λειτουργεί σε στενούς, σκοτεινούς χώρους – σωλήνα, κύλινδρο κινητήρα ή κοιλότητα σώματος. Ο φωτισμός είναι περιορισμένος (μικρά LED ή οπτικές ίνες). Ένας χαμηλός αριθμός F (π.χ. f/1,8) συλλέγει περισσότερο φως, επιτρέποντας στην κάμερα της μονάδας cmos να παράγει μια φωτεινή εικόνα χαμηλού θορύβου χωρίς υπερβολική θερμότητα LED.

Για μια μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου (διάμετρος κάτω από 2 mm), το διάφραγμα είναι φυσικά πολύ μικρό. Η επίτευξη χαμηλού αριθμού F είναι δύσκολη. Πολλά έχουν F‑3.0 ή υψηλότερο, γεγονός που τα καθιστά λιγότερο ευαίσθητα.

F‑Αριθμός και ανάλυση
Μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου 1080p (ή μονάδα κάμερας hd ) χρειάζεται αρκετό φως για την επίλυση λεπτών λεπτομερειών. Ένας υψηλός αριθμός F (π.χ. f/4.0) μειώνει τη φωτεινότητα της εικόνας, επιβάλλοντας κέρδος (ενίσχυση) που προσθέτει θόρυβο και μειώνει την αποτελεσματική ανάλυση. Τα προϊόντα υψηλής ποιότητας της μονάδας κάμερας USB και της μονάδας κάμερας UVC για επαγγελματική χρήση έχουν συχνά αριθμούς F από f/1,8 έως f/2,4.

Τυπικοί αριθμοί F ανά τύπο ενδοσκοπίου

Trade-Off: Φως έναντι βάθους πεδίου
Ένα μεγαλύτερο διάφραγμα (μικρός αριθμός F) δίνει περισσότερο φως αλλά μειώνει το βάθος πεδίου – μόνο ένα στενό εύρος αποστάσεων είναι ευκρινές. Για την ενδοσκόπηση, συχνά θέλουμε τα πάντα από 5 mm έως 50 mm σε εστίαση. Για να αυξήσετε το βάθος πεδίου, θα χρησιμοποιούσατε μικρότερο διάφραγμα (μεγαλύτερος αριθμός F), αλλά αυτό σκουραίνει την εικόνα. Οι σχεδιαστές συμβιβάζονται (π.χ. f/2.4) και βασίζονται σε ευρυγώνιους φακούς για φυσικό βάθος πεδίου.

F‑Αριθμός σε διαφορετικούς τύπους μονάδων

Μονάδα κάμερας USB (UVC) – Τα ενδοσκόπια Plug-and-play έχουν συχνά σταθερά ανοίγματα γύρω από το f/2,8. Μια μονάδα κάμερας UVC με f/2.0 αποδίδει καλύτερα σε σκοτεινές κοιλότητες.

Μονάδα κάμερας ιατρικού ενδοσκοπίου – Τα χειρουργικά πεδία στοχεύουν σε f/1,8 έως f/2,2, εξισορροπώντας τη φωτεινότητα και το βάθος πεδίου.

Μονάδα κάμερας μικροσκοπίου – Διάμετρος κάτω από 2 mm, οι φακοί είναι μικροσκοπικοί. Τα περισσότερα είναι f/3,5+ και βασίζονται σε ευαίσθητους αισθητήρες κάμερας μονάδας cmos και φωτεινά LED.

Επιλέγοντας τον σωστό αριθμό F

F‑Αριθμός και απόδοση ενδοσκοπίου USB
Μια μονάδα κάμερας USB που συνδέεται σε φορητό υπολογιστή τροφοδοτείται από τον κεντρικό υπολογιστή. Εάν ο αριθμός F είναι πολύ υψηλός, η εικόνα θα είναι σκοτεινή, επιβάλλοντας μεγαλύτερη έκθεση (θάμπωμα κίνησης) ή κέρδος (θόρυβος). Μια καλή μονάδα κάμερας UVC για επαγγελματική επιθεώρηση θα πρέπει να προσδιορίζει το οπτικό της διάφραγμα – αναζητήστε f/2.4 ή χαμηλότερο.

Ενότητες κάμερας ενδοσκοπίου της Sincere
Στη Sincere, σχεδιάζουμε προϊόντα μονάδων κάμερας ενδοσκοπίου με προσεκτικά επιλεγμένους αριθμούς F:

• Μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου – Προσαρμοσμένο διάφραγμα από f/1,8 έως f/5,6.

• Μονάδα κάμερας USB – συμβατή με UVC, χαμηλό f# για φωτεινές εικόνες.

• Διάφραγμα φακού – Βελτιστοποιημένο για συλλογή φωτός ή βάθος πεδίου.

• Μονάδα κάμερας HD – Μονάδες 1080p με f/2.0 – f/2.8.

• Μονάδα κάμερας UVC – Τοποθέτηση και αναπαραγωγή με καθορισμένο αριθμό F.

• Μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου – Εξαιρετικά συμπαγής (έως 1,5 mm) με το καλύτερο δυνατό διάφραγμα.

• Μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου 1080p – Ισορροπημένη οπτική για καθαρές, φωτεινές εικόνες.

Περίληψη
Ο αριθμός F ( οπτικό διάφραγμα ) είναι μια κρίσιμη προδιαγραφή για οποιαδήποτε μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου . Ένας χαμηλός αριθμός F (π.χ. f/1,8) δίνει φωτεινότερες εικόνες αλλά μικρότερο βάθος πεδίου. Ένας υψηλός αριθμός F (π.χ. f/3,5) δίνει μεγαλύτερο βάθος πεδίου αλλά χρειάζεται περισσότερο φως. Για τις περισσότερες ιατρικές και βιομηχανικές επιθεωρήσεις, ένας αριθμός F από f/2.0 έως f/2.8 λειτουργεί καλά για εφαρμογές μονάδας κάμερας HD . Όταν επιλέγετε μια μονάδα κάμερας USB ή μια μονάδα κάμερας UVC , ελέγξτε τον αριθμό F. Μια μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου μπορεί να έχει υψηλότερο αριθμό F λόγω ορίων μεγέθους - αντισταθμίστε με φωτεινότερα LED. Για μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου 1080p , οι αριθμοί F κάτω από το f/2,4 εξασφαλίζουν εξαιρετική απόδοση σε χαμηλό φωτισμό.

Επικοινωνήστε με την Sincere για να συζητήσετε τις απαιτήσεις της μονάδας κάμερας ενδοσκοπίου και του διαφράγματος.