Ποιος είναι ο μικρότερος φακός που χρησιμοποιείται στην ενδοσκόπηση;

Εισαγωγή
Στην ενδοσκόπηση, μικρότερο σημαίνει λιγότερο επεμβατικό και μεγαλύτερη εμβέλεια. Στην καρδιά κάθε εξαιρετικά λεπτού ενδοσκοπίου βρίσκεται ένας μικροσκοπικός φακός. Ποιος είναι λοιπόν ο μικρότερος φακός που χρησιμοποιείται στην ενδοσκόπηση σήμερα; Οι μικροσκοπικοί φακοί που διατίθενται στο εμπόριο μπορεί να έχουν έως και 0,65 mm διάμετρο - περίπου το πάχος μιας βελόνας. Αυτοί οι φακοί αποτελούν μέρος μιας μονάδας κάμερας μικροενδοσκοπίου που μπορεί να πλοηγηθεί σε αιμοφόρα αγγεία, δακρυϊκούς πόρους ή μικρομηχανήματα. Αυτό το άρθρο διερευνά τα όρια μεγέθους, την τεχνολογία πίσω από αυτά και πώς ενσωματώνονται στα σχέδια της μονάδας κάμερας ενδοσκοπίου .

Τι είναι ο 'Μικρότερος Φακός' στην Ενδοσκόπηση;
Ένας φακός σε ένα ενδοσκόπιο είναι ένα οπτικό σύστημα πολλαπλών στοιχείων που εστιάζει το φως σε έναν αισθητήρα κάμερας μονάδας cmos . Το 'μικρότερο' αναφέρεται στην εξωτερική διάμετρο του πλήρους συγκροτήματος φακών. Για ιατρική μικροενδοσκόπηση (π.χ. παρακολούθηση στεφανιαίων αρτηριών), 0,5 mm έως 1,0 mm . χρησιμοποιούνται ήδη φακοί Το ρεκόρ για μαζική παραγωγή είναι το πακέτο αισθητήρων OmniVision OV6948, το οποίο περιλαμβάνει έναν ενσωματωμένο φακό διαστάσεων 0,65 mm × 0,65 mm – μια ολοκληρωμένη μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου που δείχνει πόσο μικρά έχουν γίνει τα οπτικά.

Πόσο μικρός μπορεί να είναι ένας φακός;
Τα φυσικά όρια προέρχονται από:

• Περίθλαση – Όταν το διάφραγμα γίνεται πολύ μικρό, η ανάλυση μειώνεται.

• Κατασκευαστική ανοχή – Το τρίψιμο και το γυάλισμα του γυαλιού κάτω του χιλιοστού είναι πολύ σκληρό.

• Μέγεθος εικονοστοιχείου αισθητήρα – Ο φακός πρέπει να επιλύει λεπτομέρειες σε επίπεδο pixel (συνήθως 1,0–1,9 μm).

Οι σημερινοί μικρότεροι φακοί χρησιμοποιούν οπτικά σε επίπεδο γκοφρέτας (WLO) , χαράσσοντας εκατοντάδες φακούς σε μια γυάλινη γκοφρέτα. Αυτή η τεχνική παράγει σταθερούς φακούς με διάμετρο έως 0,4 mm . Για μια αξιοποιήσιμη εικόνα, τα περισσότερα ιατρικά ενδοσκόπια χρησιμοποιούν φακούς περίπου 0,8–1,5 mm για να έχουν αρκετό φως και ανάλυση.

Εφαρμογές των Μικρότερων Φακών

Μια μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου με φακό κάτω του χιλιοστού είναι συνήθως σταθερής εστίασης και χρησιμοποιεί μια κάμερα μονάδας cmos με πολύ μικρά pixel (π.χ. 1,0 μm). Η ανάλυση είναι συχνά VGA ή 720p – μια μονάδα κάμερας 1080p θα χρειαζόταν μεγαλύτερο φακό για αρκετό φως.

Αισθητήρες CMOS και μικροσκοπικοί φακοί
Μια μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου συνδυάζει τον μικροσκοπικό φακό με μια αντίστοιχη κάμερα μονάδας cmos . Για να διατηρηθεί η συνολική διάμετρος κάτω από 1 mm, η ίδια η μήτρα του αισθητήρα μικροποιείται. Για παράδειγμα, το OmniVision OV6948 στοιβάζει τον φακό πάνω από τον αισθητήρα, δημιουργώντας μια κάμερα σε κλίμακα τσιπ. Αυτό το τσιπ ταιριάζει σε ιατρικά σκεύη μιας χρήσης.

Για ευκολία plug-and-play , η μονάδα μπορεί να κατασκευαστεί ως μονάδα κάμερας USB με εξωτερική πλακέτα προγράμματος οδήγησης. Ωστόσο, σε μεγέθη κάτω του χιλιοστού, μόνο ο αισθητήρας και ο φακός χωρούν στην άκρη – η διασύνδεση USB χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερη λαβή.

Γιατί να μην χρησιμοποιείτε πάντα τον μικρότερο φακό;
Οι ανταλλαγές περιλαμβάνουν:

• Ποιότητα εικόνας – Οι εξαιρετικά μικροί φακοί συγκεντρώνουν λίγο φως και έχουν περιορισμένη ανάλυση.

• Κόστος – Τα οπτικά σε επίπεδο γκοφρέτας είναι ακριβά στο εργαλείο.

• Οπτικό πεδίο – Οι πολύ μικροί φακοί έχουν συχνά στενό FOV (<70°).

• Βάθος πεδίου – Οι μικροσκοπικοί φακοί έχουν συνήθως ρηχό DOF.

Για τις περισσότερες ιατρικές και βιομηχανικές ενδοσκοπήσεις, η διάμετρος φακού 2–4 mm είναι το γλυκό σημείο, παρέχοντας απόδοση μονάδας κάμερας hd (1080p) με καλή λήψη φωτός. Μια μονάδα κάμερας 1080p που χρησιμοποιείται σε ένα τυπικό borescope έχει συνήθως φακό 3–5 mm.

Υπομονάδες κάμερας μικροσκοπίου της Sincere
Στη Sincere, κατασκευάζουμε λύσεις μονάδων κάμερας ενδοσκοπίου μικρού μεγέθους και τυπικού μεγέθους :

• Μονάδα κάμερας μικροενδοσκοπίου – Φακοί τόσο μικροί όσο 0,7 mm, με αισθητήρες κάμερας μονάδας cmos έως 400×400.

• Μονάδα κάμερας USB – Για μη αποστειρωμένη βιομηχανική χρήση, προσφέρουμε μονάδες συμβατές με UVC με άκρες 1,0 mm.

• Μονάδα κάμερας 1080p – Για εφαρμογές όπου η ανάλυση έχει μεγαλύτερη σημασία από το μέγεθος, οι μονάδες 2,8–5 mm παρέχουν Full HD.

• Μονάδα κάμερας HD – Επιλογές 720p και 1080p με μονάδας κάμερας UVC . διεπαφή plug-and-play

• Plug-and-play – Τα μοντέλα μας της μονάδας κάμερας UVC λειτουργούν άμεσα σε οποιονδήποτε υπολογιστή.

Περίληψη
Ο μικρότερος φακός που χρησιμοποιείται σήμερα στην ενδοσκόπηση φτάνει τα 0,65 mm , επιτρέποντας πραγματικές μικροεπεμβατικές διαδικασίες. Αυτοί οι φακοί αποτελούν μέρος μιας μονάδας κάμερας μικροενδοσκοπίου που συνδυάζει αισθητήρες κάμερας μονάδας cmos με οπτικά σε επίπεδο γκοφρέτας. Αν και είναι εντυπωσιακό, οι περισσότερες ενδοσκόπηση ρουτίνας χρησιμοποιούν φακούς 2–5 mm για να εξισορροπήσουν την ποιότητα της εικόνας, την ευαισθησία στο φως και το κόστος. Για εφαρμογές που απαιτούν την απόλυτη σμίκρυνση, η Sincere προσφέρει προσαρμοσμένα σχέδια μονάδας κάμερας ενδοσκοπίου έως και 0,7 mm. Είτε χρειάζεστε μια μονάδα κάμερας USB για βιομηχανική μικροεπιθεώρηση είτε μια μονάδα κάμερας 1080p για τυπικά οπίσθια, προσαρμόζουμε το μέγεθος του φακού στις ανάγκες σας.

Επικοινωνήστε με την Sincere για να συζητήσετε τις απαιτήσεις της μονάδας κάμερας μικροενδοσκοπίου .