¿Qué es la aberración cromática en las cámaras de endoscopio?

Introducción
¿Alguna vez ha visto franjas moradas o verdes alrededor de los bordes brillantes en una imagen de endoscopio? Eso es aberración cromática . Es un defecto óptico que reduce la nitidez y la precisión del color. En el diagnóstico médico o la inspección industrial, puede ocultar cambios sutiles en el tejido o hacer que las grietas sean más difíciles de ver. Comprender sus causas le ayudará a elegir un mejor módulo de cámara para endoscopio . En Sincere, hemos fabricado soluciones de cámaras con módulos CMOS durante más de 30 años, incluidos diseños de módulos de cámaras para endoscopios industriales con óptica corregida. Este artículo explica la aberración cromática, por qué es importante y qué buscar.

¿Qué es la aberración cromática?
La aberración cromática (franjas de color) ocurre porque una lente desvía diferentes colores de luz en diferentes cantidades. La luz azul se desvía más que la luz roja. Cuando la luz blanca pasa a través de una lente, los colores no se enfocan en el mismo punto, lo que crea halos de colores alrededor de los bordes de alto contraste.

Dos tipos principales:

• Axial (longitudinal): Diferentes colores se enfocan a diferentes distancias. Provoca un desenfoque de color en toda la imagen.

• Lateral (transversal): los distintos colores se magnifican de forma diferente. Provoca flecos que aumentan hacia los bordes.

En un módulo de cámara de endoscopio , la aberración lateral es más común porque las lentes del endoscopio suelen ser de gran angular.

Por qué es importante

Para una cámara endoscópica HD utilizada en medicina, la precisión del color es fundamental. Una franja violeta en un pólipo podría confundirse con un tejido diferente. En un módulo de cámara de endoscopio industrial , una franja de color falso podría ocultar el verdadero borde de una grieta, lo que daría lugar a mediciones incorrectas.

Cómo la resolución afecta la visibilidad
Los sensores de mayor resolución hacen que la aberración cromática sea más visible. Un módulo de cámara de endoscopio de 1080p con una óptica deficiente mostrará franjas obvias. Una cámara VGA podría enmascararlo. A medida que los endoscopios pasan a 4K, una buena corrección del color se vuelve esencial.

¿Qué lo causa en los endoscopios?
Los conjuntos de lentes de los endoscopios son pequeños, a menudo de 2 a 5 mm de diámetro. Hacer una lente pequeña y gran angular que enfoque todos los colores a la perfección es difícil. Los fabricantes utilizan:

• Múltiples elementos de lente (diseños acromáticos o apocromáticos)

• Elementos asféricos

• Vidrio de baja dispersión

Los diseños de bajo costo de módulos de cámara pueden utilizar una o dos lentes de plástico; sufren una fuerte aberración cromática. Los diseños de calidad de módulos de cámaras para endoscopios industriales utilizan múltiples elementos de vidrio.

Cómo detectar la aberración cromática
Observe un borde de alto contraste: una línea negra sobre blanco o un LED brillante sobre un fondo oscuro. Si ve un halo violeta o verde en un lado, eso es aberración lateral. Si toda la imagen tiene bordes coloreados en todas partes, eso es aberración axial.

Minimizar la aberración cromática

• Elija una buena lente: una cámara con módulo CMOS y una lente de vidrio multielemento tiene muchas menos franjas.

• Utilice el centro de la imagen: la aberración lateral empeora hacia los bordes.

• Corrección de software: algunos procesadores pueden reducir los bordes visibles (pero no restauran los detalles perdidos).

• Compre de un fabricante de renombre: Sincere utiliza lentes acromáticos correctamente corregidos.

Ejemplos por tipo de endoscopio

Cámara endoscópica HD : una buena cámara endoscópica HD (720p/1080p) muestra márgenes mínimos. Los endoscopios médicos suelen utilizar lentes apocromáticas.

Módulo de cámara endoscópica industrial : para inspeccionar álabes o soldaduras de turbinas, es esencial una baja aberración cromática. Los módulos industriales de alta gama utilizan lentes de vidrio de múltiples elementos.

Módulo de cámara endoscópica de 1080p : un módulo de cámara endoscópica de 1080p de calidad incluye un doblete acromático. Los flecos rara vez se notan. Los endoscopios USB baratos tienen franjas moradas evidentes.

Cámara con módulo CMOS : el sensor no causa aberración cromática; es una propiedad de la lente. Un sensor de alta resolución revela defectos en la lente. En Sincere, combinamos la calidad de las lentes con la resolución del sensor.

Enfoque de Sincere
En Sincere, diseñamos la óptica del módulo de cámara de endoscopio para minimizar la aberración cromática:

• Lentes de vidrio multielemento para módulos médicos e industriales.

• Diseños optimizados para módulos sensibles a los costos: los márgenes se mantienen aceptables.

• Pruebas con objetivos de alto contraste para garantizar franjas mínimas.

• Lentes personalizadas para longitudes de onda específicas (p. ej., imágenes de banda estrecha).

Resumen
La aberración cromática es una franja de color causada por una lente que dobla diferentes colores de manera diferente. Reduce la nitidez y puede inducir a error en la inspección. Para un módulo de cámara para endoscopio , una buena óptica (lentes de vidrio de elementos múltiples) es esencial. Al elegir un HD , módulo de cámara endoscópica industrial con cámara endoscópica o un módulo de cámara endoscópica 1080p , preste atención a la calidad de la lente. Una cámara con módulo CMOS y un objetivo deficiente decepciona. Un bien corregido módulo de cámara ofrece imágenes nítidas y con colores precisos en los que puede confiar.

Comuníquese con Sincere para analizar el módulo de la cámara de su endoscopio y los requisitos de aberración cromática.