内視鏡カメラモジュールの FOV を選択する方法: ナビゲーション、詳細、歪みのトレードオフ

簡単な回答

広い視野は、オペレータがナビゲーションや一般的な観察のためにより多くのシーンをカバーする必要がある場合に役立ちます。カメラの位置と作動距離が変わらない場合、視野が狭くなると、同じターゲットが画像に占める割合が大きくなる可能性があります。どちらが自動的に優れているというわけではありません。医療機器の視覚化や工業用検査では、作動距離、ターゲット サイズ、視野方向、エッジの歪み、利用可能なプローブの移動量とともに FOV を選択する必要があります。

1. FOV はカメラが捉えるシーンの範囲を変更します

視野は、カメラ システムを通して見えるシーンの範囲を表します。内視鏡では、これによりコンテキストとターゲット サイズの間のバランスが直接変化します。広いレンズはオペレーターがプローブの位置を理解するのに役立ちますが、ターゲットがフレームの小さな部分を占めることになります。レンズが狭いと周囲のエリアが少なく表示されますが、同じ距離にあるターゲットにより多くのピクセルを割り当てることができます。

2. 通常、ナビゲーションの選択として広い視野が選択されます

広い視野は、オペレーターが状況認識を必要とする場合に役立ちます。これは、空洞のナビゲーション、パイプの移動、一般的な内部検査、および特定の近距離視覚化システムで一般的です。カメラは周囲の表面をより多く表示できるため、頻繁にプローブの位置を変更する必要が軽減されます。

ただし、FOV が広いと、レンズ設計によってはエッジの歪みが増加する可能性があり、小さな欠陥が占めるピクセルが少なくなる可能性があります。したがって、「ウルトラワイド」は、普遍的な画質アップグレードではなく、機能的な選択肢として扱われる必要があります。

3. より狭い FOV は、通常、詳細をフレーミングするための選択です

FOV が狭いと、カメラが捉える周囲のシーンが少なくなるため、遠くにあるターゲットや小さなターゲットがフレーム内で大きく見えることがあります。これは、オペレータがターゲットがどこにあるかをすでに知っており、より狭い領域を視覚的に強調する必要がある、固定または半固定の検査位置で役立ちます。

 

4. 作動距離によって実際の結果が変わる

予想される作動距離がなければ、FOV を選択することはできません。非常に近い距離では、ワイドレンズは大きな表面積を表示できますが、光学システムは依然として焦点と許容可能なエッジ品質を維持する必要があります。距離が長くなると、超広角フレーム内ではターゲットが小さくなりすぎる可能性があります。 OEM チームは、最初に通常の作動距離を定義し、次に実際のターゲットを使用して FOV を評価する必要があります。

5. 歪みはエッジ近くでより重要になります

広角レンズでは、フレームの端付近に幾何学的な歪みがより目立つことがよくあります。一部のナビゲーション タスクでは、これが許容される場合があります。寸法検査や形状が重要な用途では問題となる場合があります。正しい質問は「レンズに歪みはありますか?」ではありません。しかし、「歪みは視覚的な作業の妨げになりますか?」

6. 直視と側面視で FOV の決定が変わる

直視カメラは、プローブ軸に沿った FOV を使用します。サイドビュー カメラは、その FOV を側面に適用します。パイプ壁またはシリンダー壁の検査では、単に前方を向いたカメラの FOV を増やすよりも、サイドビュー構造の方が観察方向の問題を効果的に解決できます。

7. 医療プロジェクトと産業プロジェクトでは FOV が異なるように使用される

 

8. 推奨される製品の使用方法

超小型モジュールの場合、レンズの選択はカメラヘッドの直径とフロントエンド構造によって制限されるため、利用可能な FOV は完成したプローブで評価する必要があります。 3.x mm USB ファミリでは、複数の光学構成とダイレクト/サイドビュー方向により、ナビゲーションと詳細のニーズを一致させる余地がさらに広がります。作動距離やターゲットの方向が大きく変化する場合には、より大型のオートフォーカスまたはマルチビュー製品が好まれる場合があります。

9. サンプル評価チェックリスト

1. 実際の作動距離で実際のターゲットを使用してください。

2. シーン全体のカバー範囲だけでなく、フレームの中心のターゲット サイズも比較します。

3. 直線または既知のジオメトリのエッジの歪みをチェックします。

4. カメラを最終光学窓の後ろに設置した後、FOV を確認します。

5. フィールド全体の照明の均一性を評価します。

6. 実際の検査パスで直視または側面の向きをテストします。

よくある質問

内視鏡カメラには常に視野が広い方が良いのでしょうか?

いいえ。FOV が広いほどシーンのカバー範囲は向上しますが、ターゲットが占有するピクセルが少なくなり、エッジの歪みが目立ちやすくなる可能性があります。最適な FOV はタスクによって異なります。

より高い解像度は非常に広い視野を補うことができますか?

解像度が高くなると総ピクセル数が増加しますが、ターゲットがシーンに占める割合は変わりません。レンズの選択と作動距離は依然として重要です。

パイプ検査には利用可能な最も広角のレンズを使用する必要がありますか?

必ずしもそうとは限りません。パイプ検査では、まず直接観察か側面観察かを決定し、次に壁の範囲、詳細、歪みのバランスがとれた FOV を選択する必要があります。

作動距離によってFOVは変化しますか?

レンズの角度 FOV はレンズ/システムの特性のままですが、ターゲットでカバーされる物理的領域は距離に応じて変化し、それによってオペレーターが見えるものが変化します。

FOVはカスタマイズできますか?

レンズ/FOV オプションは、カメラの直径、センサー、作動距離、機械構造に応じて評価できます。

FOV 評価には何を送信すればよいですか?

ターゲットのサイズ、通常の作動距離、カメラの位置、視線方向、必要なシーン範囲、エッジ ジオメトリが重要かどうかを提供します。

結論

最適な FOV とは、適切なシーンをフレーム内に十分に収めるものです。一般に、ナビゲーションはカバー範囲が広いほど恩恵を受けます。詳細な検査には、より厳密な枠組みが役立つ可能性があります。 OEM チームは、利用可能な最大の数値を選択するのではなく、実際の作動距離、ターゲット、視線方向を使用して FOV を評価する必要があります。