¿Cuál es la lente más pequeña que se utiliza en endoscopia?

Introducción
En endoscopia, más pequeño significa menos invasivo y mayor alcance. En el corazón de cada endoscopio ultradelgado hay una lente diminuta. Entonces, ¿cuál es la lente más pequeña que se utiliza hoy en día en endoscopia? Las lentes en miniatura disponibles comercialmente pueden tener tan solo 0,65 mm de diámetro , aproximadamente el grosor de una aguja. Estas lentes son parte de un módulo de cámara de microendoscopio que puede navegar por los vasos sanguíneos, los conductos lagrimales o la micromaquinaria. Este artículo explora los límites de tamaño, la tecnología detrás de ellos y cómo se integran en los diseños de módulos de cámaras para endoscopios .

¿Qué es una 'lente más pequeña' en endoscopia?
Una lente en un endoscopio es un sistema óptico de múltiples elementos que enfoca la luz en un de cámara con módulo CMOS . sensor El 'más pequeño' se refiere al diámetro exterior del conjunto completo de lentes. Para la microendoscopia médica (por ejemplo, para observar arterias coronarias), 0,5 mm a 1,0 mm . ya se utilizan lentes de El récord de producción en masa es el paquete de sensores OmniVision OV6948, que incluye una lente integrada que mide 0,65 mm × 0,65 mm : un completo módulo de cámara de microendoscopio que muestra cuán pequeñas se han vuelto las ópticas.

¿Qué tan pequeña puede ser una lente?
Los límites físicos provienen de:

• Difracción : cuando la apertura se vuelve demasiado pequeña, la resolución se ve afectada.

• Tolerancia de fabricación : esmerilar y pulir el vidrio submilimétrico es muy difícil.

• Tamaño de píxel del sensor : la lente debe resolver los detalles a nivel de píxel (normalmente entre 1,0 y 1,9 µm).

Las lentes más pequeñas de hoy utilizan ópticas a nivel de oblea (WLO) , grabando cientos de lentes en una oblea de vidrio. Esta técnica produce lentes consistentes de hasta 0,4 mm de diámetro. Para obtener una imagen utilizable, la mayoría de los endoscopios médicos utilizan lentes de entre 0,8 y 1,5 mm para obtener suficiente luz y resolución.

Aplicaciones de las lentes más pequeñas

Un módulo de cámara de microendoscopio con una lente submilimétrica suele ser de enfoque fijo y utiliza una cámara de módulo CMOS con píxeles muy pequeños (p. ej., 1,0 µm). La resolución suele ser VGA o 720p; un módulo de cámara de 1080p necesitaría una lente más grande para obtener suficiente luz.

Sensores CMOS y lentes diminutas
Un módulo de cámara de microendoscopio combina la lente diminuta con una cámara de módulo CMOS correspondiente . Para mantener el diámetro total por debajo de 1 mm, la matriz del sensor está miniaturizada. Por ejemplo, OmniVision OV6948 apila la lente encima del sensor, creando una cámara a escala de chip. Este chip encaja en endoscopios médicos desechables.

Para comodidad plug-and-play , el módulo se puede construir como un módulo de cámara USB con una placa controladora externa. Sin embargo, en los tamaños submilimétricos, en la punta sólo caben el sensor y la lente; la interfaz USB se maneja en un mango más grande.

¿Por qué no utilizar siempre la lente más pequeña?
Las compensaciones incluyen:

• Calidad de imagen : las lentes extremadamente pequeñas captan poca luz y tienen una resolución limitada.

• Costo : las herramientas ópticas de nivel de oblea son costosas.

• Campo de visión : las lentes muy pequeñas suelen tener un campo de visión estrecho (<70°).

• Profundidad de campo : las lentes en miniatura suelen tener una DOF poco profunda.

Para la mayoría de las endoscopias médicas e industriales, un diámetro de lente de 2 a 4 mm es el punto óptimo, ya que ofrece un rendimiento del módulo de cámara HD (1080p) con una buena captura de luz. Un módulo de cámara de 1080p utilizado en un boroscopio estándar suele tener una lente de 3 a 5 mm.

Módulos de cámara para microendoscopios de Sincere
En Sincere, fabricamos soluciones de módulos de cámara para endoscopios estándar y de tamaño micro :

• Módulo de cámara para microendoscopio : lentes tan pequeñas como 0,7 mm, con sensores de cámara con módulo CMOS de hasta 400×400.

• Módulo de cámara USB : para uso industrial no estéril, ofrecemos módulos compatibles con UVC con puntas de 1,0 mm.

• Módulo de cámara 1080p : para aplicaciones en las que la resolución importa más que el tamaño, nuestros módulos de 2,8 a 5 mm ofrecen Full HD.

• Módulo de cámara HD : opciones de 720p y 1080p con del módulo de cámara UVC . interfaz plug-and-play

• Plug-and-play : nuestros modelos de módulos de cámara UVC funcionan inmediatamente en cualquier PC.

Resumen
La lente más pequeña utilizada en endoscopia hoy en día alcanza un diámetro de 0,65 mm , lo que permite verdaderos procedimientos microinvasivos. Estas lentes forman parte de un módulo de cámara de microendoscopio que combina sensores de cámara del módulo CMOS con óptica de nivel de oblea. Si bien es impresionante, la mayoría de las endoscopias de rutina utilizan lentes de 2 a 5 mm para equilibrar la calidad de la imagen, la sensibilidad a la luz y el costo. Para aplicaciones que requieren lo último en miniaturización, Sincere ofrece diseños de módulos de cámara para endoscopio personalizados de hasta 0,7 mm. Ya sea que necesite un módulo de cámara USB para microinspección industrial o un módulo de cámara de 1080p para boroscopios estándar, adaptamos el tamaño de la lente a sus necesidades.

Comuníquese con Sincere para analizar los requisitos del módulo de cámara de su microendoscopio .