Megtekintések: 0 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2026-06-04 Eredet: Telek
Az endoszkópos kameramodult arra tervezték, hogy lássa azokat a helyeket, ahol a szeme nem fér el – emberi ízületben, sugárhajtóműben vagy vízvezetékben. A távcső végén lévő lencse a legkritikusabb rész. Ultrakis helyeken (2–5 mm-es vagy még ennél is kisebb átmérőjű) az éles, széles és jól megvilágított képet készítő objektív tervezése komoly optikai kihívást jelent. Ez a cikk elmagyarázza, hogyan működnek az endoszkóp kamera lencséi ilyen szűk környezetben, és hogyan érik el ezt a különböző típusú modulok – az orvosi használatra szánt mini kameramodultól az ipari boreszkópokhoz készült USB kameramodulig.
Az okostelefonok tipikus kameralencséje körülbelül 5-8 mm átmérőjű. Az endoszkópban a teljes kameraszerelvénynek bele kell illeszkednie egy csőbe, amely gyakran kisebb, mint egy rizsszem. Ez azt jelenti:
Az objektívnek rendkívül kicsinek kell lennie – néha akár 0,6 mm átmérőjűnek is.
A lencseelemek száma korlátozott (gyakran csak egy vagy két üveg- vagy műanyagdarab).
Az objektívnek nagyon rövid gyújtótávolságúnak kell lennie ahhoz, hogy néhány milliméter távolságban lévő tárgyakat lásson.
A mélységélességnek nagynak kell lennie, hogy a 3–50 mm-es tárgyak élesnek tűnjenek autofókusz nélkül.
A lencsét le kell zárni a folyadékok és a sterilizálás ellen (orvosi használatra).
A széles látómező (általában 90°-tól 140°-ig) és a megfelelő mélységélesség eléréséhez az endoszkóp lencsék a következő technikák egyikét vagy kombinációját használják:
Aszférikus felületek – Egyetlen aszférikus lencse két szférikus lencsét helyettesíthet, így helyet takaríthat meg, miközben kijavítja a torzítást és a szférikus aberrációt.
Magas indexű üveg vagy műanyag – A nagy törésmutatójú anyagok jobban meghajlítják a fényt, így rövidebb gyújtótávolságot és kisebb lencsét tesznek lehetővé.
Ostyaszintű optika – Apró lencsék százait marják egy üveglapra, majd felkockázzák. Ezt az eldobható endoszkópokhoz használják.
Összetett lencse – Két vagy három apró lencseelem egymásra helyezve (pl. egy elülső negatív lencse és egy hátsó pozitív lencse), hogy javítsa a képminőséget, miközben kicsi az átmérője.
Az objektív a fényt a CMOS kameramodul érzékelőjére fókuszálja. Egy tipikus endoszkóp kameramodulban az érzékelő is nagyon kicsi – gyakran 1/9'–1/6' (körülbelül 1,5–3 mm átlós). Az objektív egy képkört vetít ki, amely illeszkedik az érzékelő aktív területéhez. Mivel az objektív fix fókuszú, hiperfokális távolságra van beállítva. Ennek a távolságnak a felétől a végtelenig minden elfogadhatóan éles. Például egy 15 mm-re beállított objektív 8 mm-től a végtelenig fókuszban tartja a tárgyakat.
Az érzékelő a fényt elektromos jelekké alakítja. A modern CMOS kameramodulban a hátulról megvilágított (BSI) technológia javítja az érzékenységet, kompenzálva a kis rekesznyílást.
Mini kameramodul (orvosi vagy ipari) – Egy mini kameramodul eldobható endoszkóphoz (pl. 2 mm átmérőjű) egyetlen műanyag aszférikus lencsét használ. Az objektív aktív igazítással közvetlenül az érzékelőre van ragasztva. A munkatávolság rögzített, általában 5-20 mm orvosi felhasználás esetén. Nincs autofókusz; a nagy mélységélesség lefedi a szükséges tartományt.
USB-kameramodul (Consumer Borescope) – Az otthoni ellenőrzéshez használt USB-kameramodul gyakran 5,5 mm átmérőjű hegyével és háromelemes üveglencsével rendelkezik. Az objektív körül fehér LED-gyűrűt is tartalmazhat. Az objektív fixfókuszú, körülbelül 30–100 mm-es munkatávolságra van beállítva. A kép streamelése USB 2.0-n keresztül történik, és az UVC kameramodul szabványa lehetővé teszi a plug-and-play használatát.
OEM kameramodul (egyedi tervezés) – A speciális alkalmazásokhoz az OEM kameramodul egyedi objektívvel is kialakítható. Például egy nagyon széles látómezővel (140°) rendelkező objektív a csővezeték vizsgálatához, vagy egy makró objektív az apró elektronikák vizsgálatához. Az OEM beszállítója választja ki a lencse anyagát (üveg a tartósságért, műanyag a költségekért), az elemek számát és a bevonatot (tükrözésgátló, hidrofób).
UVC kameramodul – Az UVC kameramodul lényegében egy USB kameramodul, amely követi az USB Video Class szabványt. Az objektív jellemzői ugyanazok, de a firmware támogatja a felbontást és a képkockasebességet. A felhasználónak nem kell illesztőprogramot telepítenie.
A legolcsóbb endoszkópok kivételével a lencséket nem egyszerűen egy tartóba csavarják. Ehelyett a gyártó aktív igazítási eljárást alkalmaz:
Az érzékelő be van kapcsolva, és megjelenít egy teszttáblázatot.
Az objektívet hat tengelyben (X, Y, Z, billenés, dőlésszög, elfordulás) mozgatja egy robotmanipulátor.
A szoftver elemzi a kép élességét és központosítását.
Az optimális helyzet megtalálása után a lencsét UV-re keményedő ragasztóval rögzítjük.
Az aktív igazítás kompenzálja a lencsetartó és az érzékelő elhelyezésének apró mechanikai tűréseit. Enélkül a kép homályos lenne az egyik oldalon, vagy a fókusz kikapcsolna. Ez a folyamat kritikus fontosságú mind a 2 mm-es endoszkóphoz való mini kameramodul, mind a 4K ipari boreszkóp esetében.
Egy rendkívül kis helyen nincs hely külső világításnak. Ezért az endoszkóp kameramodul saját LED-eket tartalmaz az objektív körül. A LED-eket úgy kell elhelyezni, hogy:
Nem hoznak létre árnyékot a lencsecsőről.
A fény előre (vagy prizmával oldalra) irányul.
A megvilágítás egyenletes a látómezőben.
Maga a lencsecső lehet ferde vagy süllyesztett kialakítású, hogy a LED-ek közelebb kerüljenek az optikai tengelyhez, csökkentve a sötét foltokat.
Fontolja meg az eldobható ureteroszkópot. A csúcs átmérője 2 mm. Belül van:
Egyetlen műanyag aszférikus lencse, 1,4 mm átmérőjű.
1/9 hüvelykes CMOS-érzékelő (400×400 pixel).
Két fehér LED chip az objektív oldalán.
Rugalmas áramkör, amely a kábelhez csatlakozik.
Az objektív gyújtótávolsága 1,2 mm, ami 90°-os látómezőt biztosít. A munkatávolság 3-15 mm. A kép lágy a szélein (hordótorzítás), de elfogadható a vesekő megtekintéséhez. A teljes szerelvény epoxigyantával van bevonva a vízszigetelés és a sterilizálás érdekében.
Az ultrakis helyekre szánt endoszkópos kameralencsék apró aszférikus optikán, lapkaszintű gyártáson és aktív igazításon alapulnak, hogy éles képet készítsenek. Az objektív CMOS kameramodul-érzékelővel működik együtt, és az egész szerelvényt gyakran egy mini kameramodulba csomagolják orvosi vagy ipari felhasználásra. A fogyasztói alkalmazásokhoz az UVC kameramodulnak megfelelő USB kameramodul plug-and-play megoldást biztosít fixfókuszos objektívvel. Egyedi termékek esetén az OEM kameramodul teljes ellenőrzést tesz lehetővé az objektív kialakítása, a munkatávolság és a tömítés felett.
Ezeknek az apró lencséknek a működésének megértése segít kiválasztani a megfelelő endoszkóp kameramodult az alkalmazáshoz – akár véredénybe, turbinalapátba vagy háztartási lefolyóba kell látni.
Ha egyedi endoszkóp kameramodulra van szüksége – a mini kameramodultól a nagy felbontású USB kameramodulig – forduljon a Sincere-hez. OEM kameramodulokat tervezünk és gyártunk precíziós optikával és aktív igazítással.
