内視鏡検査で使用される最小のレンズは何ですか?

はじめ
に 内視鏡検査では、小さいほど侵襲性が低く、到達範囲が広いことを意味します。すべての超薄型内視鏡の中心には小さなレンズがあります。では、現在内視鏡検査で使用されている最小のレンズは何でしょうか?市販の小型レンズの 直径は 0.65 mm 、針の太さとほぼ同じです。これらのレンズはの一部です。 マイクロ内視鏡カメラ モジュール 、血管、涙管、またはマイクロ機械をナビゲートできるこの記事では、サイズ制限、その背後にあるテクノロジー、およびそれらを 内視鏡カメラ モジュール 設計にどのように統合するかについて説明します。

内視鏡検査における「最小のレンズ」とは何ですか?内視鏡のレンズは、
に光の焦点を合わせる複数要素の光学システムです CMOS モジュールのカメラセンサー 。 「最小」とは、完全なレンズアセンブリの外径を指します。医療用顕微内視鏡検査（冠状動脈の観察など）では、 0.5 mm ～ 1.0 mmのレンズ がすでに使用されています。量産の記録は OmniVision OV6948 センサー パッケージで、これには統合レンズが含まれており、 0.65 mm × 0.65 mm の 完全な マイクロ内視鏡カメラ モジュールです。 光学部品がいかに小さくなったかを示す

レンズはどれくらい小さくできるのでしょうか？
物理的な制限は次のような理由から生じます。

• 回折 – 絞りが小さすぎると、解像度が低下します。

• 製造公差 – サブミリメートルガラスの研削と研磨は非常に困難です。

• センサーのピクセル サイズ – レンズはピクセル レベル (通常 1.0 ～ 1.9 µm) で詳細を解決する必要があります。

現在の最小のレンズは ウェーハレベル光学系 (WLO)を使用し 、ガラスウェーハ上に何百ものレンズをエッチングします。この技術により、まで一貫したレンズが製造されます。 0.4 mm 直径使用可能な画像を得るために、ほとんどの医療用内視鏡は、十分な光と解像度を得るために約 0.8 ～ 1.5 mm のレンズを使用します 。

最小レンズの応用例

非常 に サブミリレンズを備えたマイクロ内視鏡カメラモジュールは、通常、固定焦点であり、 cmos モジュールカメラを使用します。 小さなピクセル（たとえば、1.0 μm）の解像度は多くの場合 VGA または 720p です。 カメラ モジュール 1080p では 、十分な光を得るためにより大きなレンズが必要になります。

CMOS センサーと小型レンズ マイクロ
内 視鏡カメラ モジュールは、 小型レンズと対応する cmos モジュール カメラを組み合わせます。全体の直径を 1 mm 未満に抑えるために、センサー ダイ自体が小型化されています。たとえば、OmniVision OV6948 はセンサーの上にレンズを積み重ねて、チップスケールのカメラを作成します。このチップは使い捨ての医療用スコープに適合します。

高めるために プラグアンドプレイの利便性を 、モジュールは USB カメラ モジュールとして構築できます。 外部ドライバー ボードを備えたただし、サブミリメートルサイズでは、センサーとレンズのみが先端に収まり、USB インターフェイスはより大きなハンドルで取り扱われます。

なぜ常に最小のレンズを使用しないのでしょうか?
トレードオフには次のようなものがあります。

• 画質 – 非常に小さなレンズは光をほとんど集めず、解像度が限られています。

• コスト – ウェーハレベルの光学部品は工具代がかかります。

• 視野 – 非常に小さなレンズの FOV は狭い (<70°) ことがよくあります。

• 被写界深度 – 小型レンズは通常、DOF が浅くなっています。

ほとんどの医療および工業用内視鏡検査では、レンズ直径 2 ～ 4 mmが 最適なスポットであり、 HD カメラ モジュール(1080p) のパフォーマンスを実現します。標準的なボアスコープで使用される 良好な光の捕捉でカメラ モジュール 1080p には、通常 3 ～ 5 mm のレンズが搭載されています。

シンシアのマイクロ内視鏡カメラ モジュール
シンシアでは、標準およびマイクロサイズの 内視鏡カメラ モジュール ソリューションを製造しています。

• マイクロ内視鏡カメラ モジュール– を備えた最小 0.7 mm のレンズ。 cmos モジュール カメラセンサー 最小 400×400 の

• USB カメラ モジュール – 非滅菌工業用途向けに、1.0 mm チップを備えた UVC 互換モジュールを提供しています。

• カメラ モジュール 1080p – サイズよりも解像度が重要なアプリケーションの場合、当社の 2.8 ～ 5 mm モジュールはフル HD を提供します。

• HD カメラ モジュール– を備えた 720p および 1080p オプション。 UVC カメラ モジュール プラグアンドプレイ インターフェイス

• プラグアンドプレイ – 当社の UVC カメラ モジュール モデルは、どの PC でもすぐに動作します。

まとめ
現在内視鏡検査で使用されている最小のレンズは直径 0.65 mmに達し 、真の微小侵襲的処置が可能になります。これらのレンズは、 の一部です。 マイクロ内視鏡カメラ モジュール 組み合わせた cmos モジュール カメラ センサーとウェハー レベルの光学系を印象的ではありますが、ほとんどの日常的な内視鏡検査では、画質、光感度、コストのバランスをとるために 2 ～ 5 mm のレンズが使用されます。究極の小型化が必要なアプリケーション向けに、シンシアは 内視鏡カメラ モジュール設計を提供しています。 最小 0.7 mm のカスタム必要な場合でも、標準ボアスコープ用の USB カメラ モジュールが 工業用微細検査用の 1080p カメラ モジュールが必要な場合でも 、当社はお客様のニーズに合わせてレンズ サイズを調整します。

については、シンシアにお問い合わせください マイクロ内視鏡カメラモジュールの要件 。