Qual è la lente più piccola utilizzata in endoscopia?

Introduzione
In endoscopia, più piccolo significa meno invasivo e maggiore portata. Il cuore di ogni endoscopio ultrasottile è una minuscola lente. Allora qual è la lente più piccola utilizzata oggi in endoscopia? Le lenti miniaturizzate disponibili in commercio possono avere un diametro di 0,65 mm , più o meno lo spessore di un ago. Queste lenti fanno parte di un modulo telecamera microendoscopio in grado di navigare nei vasi sanguigni, nei condotti lacrimali o nei micromacchinari. Questo articolo esplora i limiti dimensionali, la tecnologia alla base e il modo in cui si integrano nei progetti dei moduli telecamera per endoscopio .

Che cos'è una 'lente più piccola' in endoscopia?
Una lente in un endoscopio è un sistema ottico multielemento che focalizza la luce su un sensore della fotocamera del modulo CMOS . Il 'più piccolo' si riferisce al diametro esterno del gruppo obiettivo completo. Per la microendoscopia medica (ad esempio per l'osservazione delle arterie coronarie), 0,5 mm a 1,0 mm . sono già in uso lenti da Il record per la produzione di massa è il pacchetto sensore OmniVision OV6948, che include una lente integrata che misura 0,65 mm × 0,65 mm : un modulo completo di telecamera per microendoscopio che mostra quanto siano diventate piccole le ottiche.

Quanto può essere piccola una lente?
I limiti fisici derivano da:

• Diffrazione – Quando l’apertura diventa troppo piccola, la risoluzione ne risente.

• Tolleranza di produzione : la molatura e la lucidatura del vetro submillimetrico sono operazioni molto dure.

• Dimensione pixel del sensore : l'obiettivo deve risolvere i dettagli a livello di pixel (tipicamente 1,0–1,9 µm).

Gli obiettivi più piccoli di oggi utilizzano l'ottica a livello di wafer (WLO) , incidendo centinaia di lenti su un wafer di vetro. Questa tecnica produce lenti uniformi fino a 0,4 mm di diametro. Per un'immagine utilizzabile, la maggior parte degli endoscopi medici utilizza lenti di circa 0,8–1,5 mm per ottenere luce e risoluzione sufficienti.

Applicazioni delle lenti più piccole

Un modulo fotocamera per microendoscopio con obiettivo submillimetrico è solitamente a fuoco fisso e utilizza una fotocamera con modulo CMOS con pixel molto piccoli (ad esempio, 1,0 µm). La risoluzione è spesso VGA o 720p: un modulo fotocamera 1080p avrebbe bisogno di un obiettivo più grande per avere abbastanza luce.

Sensori CMOS e minuscole lenti
Un modulo fotocamera per microendoscopio accoppia la minuscola lente con una fotocamera con modulo CMOS corrispondente . Per mantenere il diametro totale inferiore a 1 mm, il sensore stesso è miniaturizzato. Ad esempio, OmniVision OV6948 sovrappone l'obiettivo sopra il sensore, creando una fotocamera in scala di chip. Questo chip si adatta agli ambiti medici usa e getta.

Per comodità plug-and-play , il modulo può essere costruito come modulo fotocamera USB con una scheda driver esterna. Tuttavia, con dimensioni inferiori al millimetro, solo il sensore e l'obiettivo si inseriscono nella punta: l'interfaccia USB è gestita da una maniglia più grande.

Perché non utilizzare sempre l'obiettivo più piccolo?
I compromessi includono:

• Qualità dell'immagine : obiettivi estremamente piccoli raccolgono poca luce e hanno una risoluzione limitata.

• Costo : le ottiche a livello di wafer sono costose da attrezzare.

• Campo visivo – Lenti molto piccole hanno spesso un FOV stretto (<70°).

• Profondità di campo : gli obiettivi in ​​miniatura in genere hanno un DOF poco profondo.

Per la maggior parte degli endoscopi medici e industriali, una lente con diametro di 2–4 mm è la soluzione ottimale, in grado di offrire prestazioni del modulo telecamera HD (1080p) con una buona cattura della luce. Un modulo telecamera 1080p utilizzato in un boroscopio standard ha solitamente un obiettivo da 3–5 mm.

Moduli telecamera per microendoscopio di Sincere
In Sincere, produciamo soluzioni di moduli telecamera per endoscopio sia standard che di dimensioni micro :

• Modulo fotocamera per microendoscopio : lenti piccole fino a 0,7 mm, con sensori della fotocamera del modulo CMOS fino a 400×400.

• Modulo fotocamera USB – Per uso industriale non sterile, offriamo moduli compatibili con UVC con punte da 1,0 mm.

• Modulo telecamera 1080p – Per le applicazioni in cui la risoluzione conta più delle dimensioni, i nostri moduli da 2,8–5 mm offrono Full HD.

• Modulo telecamera HD : opzioni 720p e 1080p con del modulo telecamera UVC . interfaccia plug-and-play

• Plug-and-play : i nostri modelli di moduli fotocamera UVC funzionano immediatamente su qualsiasi PC.

Riepilogo
La lente più piccola utilizzata oggi in endoscopia raggiunge il diametro di 0,65 mm , consentendo vere e proprie procedure micro‑invasive. Questi obiettivi fanno parte di un modulo fotocamera per microendoscopio che combina i sensori della fotocamera del modulo CMOS con ottiche a livello di wafer. Nonostante sia impressionante, la maggior parte dell'endoscopia di routine utilizza lenti da 2–5 mm per bilanciare la qualità dell'immagine, la sensibilità alla luce e il costo. Per le applicazioni che richiedono la massima miniaturizzazione, Sincere offre design personalizzati del modulo telecamera per endoscopio fino a 0,7 mm. Che tu abbia bisogno di un modulo fotocamera USB per la microispezione industriale o di un modulo fotocamera 1080p per boroscopi standard, adattiamo le dimensioni dell'obiettivo alle tue esigenze.

Contatta Sincere per discutere i requisiti del modulo telecamera per microendoscopio .