Qual è il numero F nelle fotocamere per endoscopi?

Introduzione
Se avete mai utilizzato un endoscopio in un tubo o in una cavità corporea scura, saprete che la luminosità è importante. Una specifica chiave che determina la quantità di luce che raggiunge il sensore è il numero F (chiamato anche f-stop o apertura dell'obiettivo ). In poche parole, un numero F più piccolo significa un'apertura più grande e un'immagine più luminosa. Questo articolo spiega cosa significa il numero F per la progettazione dei moduli telecamera per endoscopio , come influisce sulla qualità dell'immagine e perché è fondamentale per l'ispezione medica e industriale.

Cos'è il numero F?
Il numero F ( apertura ottica ) è il rapporto tra la lunghezza focale dell'obiettivo e il diametro della pupilla d'ingresso. È scritto come f/N, ad esempio f/2.0, f/2.8.

• Numero F più piccolo (ad esempio, f/1,8) = apertura maggiore = più luce = immagine più luminosa.

• Numero F più grande (ad esempio, f/8.0) = apertura più piccola = meno luce = immagine più scura.

In endoscopia, la preoccupazione principale è la raccolta della luce perché l'ambiente è buio e il sensore è piccolo.

Perché il numero F è importante
Un modulo telecamera per endoscopio funziona in spazi stretti e bui: un tubo, un cilindro del motore o una cavità corporea. L'illuminazione è limitata (piccoli LED o fibre ottiche). Un numero F basso (ad esempio, f/1,8) raccoglie più luce, consentendo alla fotocamera del modulo CMOS di produrre un'immagine luminosa e con basso rumore senza eccessivo calore del LED.

Per un modulo telecamera per microendoscopio (diametro inferiore a 2 mm), l'apertura è fisicamente molto piccola. Ottenere un numero F basso è difficile; molti hanno F‑3.0 o superiore, il che li rende meno sensibili.

Numero F e risoluzione
Un modulo fotocamera per endoscopio 1080p (o modulo fotocamera HD ) necessita di luce sufficiente per risolvere i dettagli più fini. Un numero F elevato (ad esempio, f/4.0) attenua l'immagine, forzando il guadagno (amplificazione) che aggiunge rumore e riduce la risoluzione effettiva. I prodotti di alta qualità Modulo fotocamera USB e Modulo fotocamera UVC per uso professionale hanno spesso numeri F compresi tra f/1,8 e f/2,4.

Numeri F tipici per tipo di endoscopio

Compromesso: luce e profondità di campo
Un'apertura maggiore (numero F piccolo) fornisce più luce ma riduce la profondità di campo: solo una gamma ristretta di distanze è nitida. Per l'endoscopia, spesso vogliamo che tutto sia a fuoco da 5 mm a 50 mm. Per aumentare la profondità di campo, utilizzeresti un'apertura più piccola (numero F più alto), ma ciò scurirebbe l'immagine. I progettisti scendono a compromessi (ad esempio, f/2,4) e si affidano a obiettivi grandangolari per una profondità di campo naturale.

Numero F in diversi tipi di moduli

Modulo fotocamera USB (UVC) : gli endoscopi plug-and-play hanno spesso aperture fisse intorno a f/2,8. Un modulo fotocamera UVC con f/2.0 offre prestazioni migliori nelle cavità buie.

Modulo telecamera per endoscopio medico – I telescopi chirurgici puntano da f/1,8 a f/2,2, bilanciando luminosità e profondità di campo.

Modulo fotocamera per microendoscopio – Con un diametro inferiore a 2 mm, le lenti sono minuscole. La maggior parte sono f/3.5+ e si basano su sensori della fotocamera con modulo cmos sensibile e LED luminosi.

Scegliere il numero F giusto

Numero F e prestazioni dell'endoscopio USB
Un modulo fotocamera USB che si collega a un laptop riceve energia dall'host. Se il numero F è troppo alto, l'immagine risulterà scura, costringendo a un'esposizione più lunga (sfocatura da movimento) o al guadagno (rumore). Un buon modulo telecamera UVC per l'ispezione professionale dovrebbe specificare la sua apertura ottica : cercare f/2.4 o inferiore.

Moduli per fotocamera per endoscopio di Sincere
Noi di Sincere progettiamo prodotti per moduli per fotocamera per endoscopio con numeri F scelti con cura:

• Modulo fotocamera per endoscopio – Apertura personalizzata da f/1.8 a f/5.6.

• Modulo fotocamera USB – conforme UVC, basso f# per immagini luminose.

• Apertura dell'obiettivo : ottimizzata per la raccolta della luce o la profondità di campo.

• Modulo telecamera HD – moduli 1080p con f/2.0 – f/2.8.

• Modulo fotocamera UVC – Plug-and-play con numero F specificato.

• Modulo fotocamera per microendoscopio : ultracompatto (fino a 1,5 mm) con la migliore apertura possibile.

• Modulo fotocamera per endoscopio 1080p – Ottica bilanciata per immagini nitide e luminose.

Riepilogo
Il numero F ( apertura ottica ) è una specifica fondamentale per qualsiasi modulo fotocamera per endoscopio . Un numero F basso (ad esempio, f/1,8) produce immagini più luminose ma una profondità di campo inferiore. Un numero F elevato (ad esempio, f/3,5) offre una maggiore profondità di campo ma necessita di più luce. Per la maggior parte delle ispezioni mediche e industriali, un numero F compreso tra f/2,0 e f/2,8 funziona bene per le applicazioni del modulo telecamera HD . Quando si sceglie un modulo fotocamera USB o un modulo fotocamera UVC , controllare il numero F. Un modulo telecamera per microendoscopio può avere un numero F più elevato a causa dei limiti di dimensione: compensare con LED più luminosi. Per un modulo fotocamera per endoscopio da 1080p , i numeri F inferiori a f/2,4 garantiscono eccellenti prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione.

Contatta Sincere per discutere del modulo della fotocamera dell'endoscopio e dei requisiti di apertura.