内視鏡カメラモジュール設計における視野とレンズの歪み

簡単な回答

視野は、内視鏡カメラが一度に表示できる腔またはターゲット領域の範囲を決定します。レンズの歪みは、画像がそのシーンのジオメトリをどの程度正確に保存しているかを表します。視野が広いと死角が減り、オペレーターがプローブの方向を定めるのに役立ちますが、物体が小さく見えたり、エッジが伸びたり、樽型歪みが生じたりする可能性もあります。したがって、正しい設計とは、利用可能な最も広角なレンズではありません。デバイスに必要なディテール、作動距離、幾何学的精度を維持しながら、十分なカバー範囲を提供するレンズです。 OEM チームは、対角、水平、垂直のカバー範囲を比較し、実際のターゲットで最終的なレンズとカメラの構造をテストする必要があります。

方向を知らずに FOV 数値を比較しないでください

視野は、対角線、水平線、または垂直線として表現されます。これらの値は交換可能ではありません。通常は対角線の値が最大の数値ですが、多くの場合、デバイスは水平方向の壁の範囲や垂直方向のクリアランスをより重視します。モジュールを比較する場合は、番号がどの方向を表しているのか、出力画像がセンサー モードまたはホスト ソフトウェアによってトリミングされているかどうかを確認してください。

広角レンズが自動的に優れているわけではない理由

 

歪みにより、オペレーターが見ていると思っているものが変化します

樽型歪みは直線を外側に曲げます。これは広角光学系で一般的です。パイプ、キャビティ、またはエンジン シリンダーでは、一般的な観察が目的の場合、これは許容される可能性があります。デバイスに一貫したジオメトリ、画像間の比較、エッジ検査、または測定関連の分析が必要な場合、これはより重要になります。ソフトウェア補正は目に見える歪みを軽減できますが、画像のトリミング、ピクセルの再サンプリング、および処理要件の追加が発生する可能性があります。

用途別にFOVを選択

 

現在の製品範囲の代表的な視野方向

ThinkingFull は、さまざまな評価パスをサポートできるいくつかの視野方向を提供します。の SF-SAC1010USB-D3.0-PLUS-D121 は、121 度の対角方向を使用して、広範囲の近距離をカバーします。 SF-C1019USB-D3.5-PLUS-D90-XYD01 V1.1 は、より制御された表示範囲を実現する 90 度の方向を提供します。 SF-YL0320-V1 + SF-N735-FT-V2 は 88 度の方向でリストされています。オートフォーカス SF-SP12-D12.5 およびSF-SP12-D14.5は、80.9度の対角レンズ方向を使用します。これらの数値は、作動距離、歪み、ターゲットの詳細、最終的な出力クロップと合わせて評価する必要があります。

より良い FOV 評価方法

1. 通常の作動距離で見える必要がある最小領域を定義します。

2. 角度だけで選択するのではなく、実際のターゲットの幅と距離を測定してください。

3. 実際のターゲット表面の中心とエッジの解像度を確認してください。

4. 直線、円形の穴、繰り返しパターンの歪みを検査します。

5. 最終的な LED の明るさと保護窓またはシェルを使用してテストします。

6. ホスト ソフトウェアが画像を予期せず切り取ったり、拡大縮小したり、修正したりしないことを確認します。

7. プロジェクトが方向性、欠陥認識、または形状のどれを最も重視しているかを記録します。

医療と産業の統合に関する考慮事項

医療用内視鏡カメラ モジュールでは、制御された色と反射を維持しながら、非常に小さなヘッドで広範囲の視覚化が必要な場合があります。工業用ボアスコープや検査内視鏡では、側壁のカバー範囲、長空洞のナビゲーション、亀裂や堆積物の視認性が優先される場合があります。どちらのアプリケーションでも広角光学系を使用できますが、許容基準は最大 FOV 数ではなくデバイスのタスクによって定義する必要があります。

よくある質問

120 度レンズは常に 80 度レンズより優れていますか?

いいえ、120 度のレンズではより多くの領域が表示されますが、同じターゲットが占有するピクセルが少なくなり、エッジの歪みが強くなる可能性があります。 80 度のレンズを使用すると、より集中した視界が得られます。より良い選択は、作動距離と観察する必要がある特徴のサイズによって異なります。

内視鏡画像では直線が曲がって見えるのはなぜですか?

広角レンズの歪みにより、特に画像の端付近で線が曲がる可能性があります。効果は、レンズの位置、保護ウィンドウ、ソフトウェアの補正によっても変化する場合があります。完成した組み立てられたカメラを評価します。

歪みはソフトウェアで補正できますか?

はい、歪み補正は、キャリブレーション データと処理リソースが利用可能な場合に適用できます。ただし、補正により画像が切り取られ、ピクセルが補間される場合があります。適切な光学設計を置き換えるものではありません。

解像度によって視野は変わりますか?

光学レンズは利用可能なイメージ サークルを定義しますが、アクティブなセンサー モードまたはソフトウェア クロップによって表示範囲が変更される場合があります。したがって、異なる解像度モードでは異なる有効視野が表示される場合があります。

側視内視鏡カメラにはどの FOV が適していますか?

普遍的な番号はありません。横方向の作動距離、パイプの直径、壁の曲率、および必要な欠陥のサイズによって、ターゲットの範囲が決まります。サイドビューテストには、エッジフォーカスと光の均一性を含める必要があります。

ThinkingFull はカスタム レンズ角度を評価できますか?

プロジェクトのレンズ、視野、焦点、歪み、LED、シェルのオプションを評価できます。実現可能かどうかは、センサーのサイズ、カメラヘッドの直径、ターゲットの距離、および必要な画質によって異なります。

CTA

アプリケーション、ターゲットサイズ、作動距離、好みの観察方向、カメラヘッドの制限を ThinkingFull に送信します。プロジェクトの評価に適した視野とレンズの方向を比較するお手伝いをいたします。

注: この記事は、デバイス設計およびカメラ モジュール選択の参考用です。最終的な医療機器のコンプライアンスは、対象市場、アプリケーション、および適用される規制に従って評価される必要があります。