Efeito olho de peixe, distorção de barril ou cantos escuros? Como julgar a visão da câmera do endoscópio

Uma câmera endoscópica pode mostrar bordas curvas, cantos escuros ou brilho irregular por motivos muito diferentes. Chamar todos esses efeitos de “distorção de lente” torna difícil decidir se a cabeça da câmera é inadequada, se o campo de visão é intencionalmente amplo, se os LEDs não iluminam o alvo uniformemente ou se a estrutura da sonda está bloqueando parte da imagem.

A questão útil não é se a imagem parece perfeitamente plana por si só. É se a sonda completa fornece ao dispositivo cobertura suficiente, detalhes utilizáveis ​​e iluminação estável na distância real de trabalho.

Primeiro identifique o que a imagem está mostrando

·  A distorção em barril faz com que as características retas próximas ao limite se curvem para fora. É mais comum em ópticas de grande angular, mas um FOV amplo não prova que a lente tenha uma quantidade fixa ou sinal de distorção.

·  A distorção em forma de almofada faz com que as linhas limite se dobrem para dentro. Pode ocorrer em alguns projetos ópticos de foco mais longo, mas o comportamento da lente do endoscópio ainda depende da estrutura óptica completa.

·  Uma visão tipo olho de peixe pode ser uma projeção intencional que captura mais de uma cavidade, parede de tubo ou estrutura circundante. Deve ser julgado em função da tarefa de observação e não tratado automaticamente como um defeito.

·  Os cantos escuros podem ser vinhetas ópticas ou mecânicas, mas também podem ser provenientes de iluminação LED irregular, de uma janela de cobertura ou de uma estrutura de aço entrando no caminho da luz, de contaminação ou da própria geometria do alvo.

De acordo com uma convenção comum de distorção de TV, a distorção em barril é normalmente negativa e a distorção em almofada positiva. Como alguns softwares informam os coeficientes de calibração ou correção de maneira diferente, as especificações do endoscópio devem indicar a fórmula e as condições de teste, em vez de depender apenas de “positivo” ou “negativo”.

Um FOV mais amplo é útil apenas quando apoia a tarefa de observação

Uma visão ampla ou estilo olho de peixe pode ajudar o operador a ver as paredes laterais e as estruturas circundantes sem mover muito a sonda. A desvantagem é que os objetos podem ocupar menos pixels, as formas das bordas podem ser fortemente comprimidas e as medições feitas perto do limite podem não ser confiáveis ​​sem calibração ou correção de distorções.

Uma visualização mais estreita pode colocar mais pixels em um elemento pequeno com a mesma resolução de saída, mas pode perder paredes próximas ou dificultar a navegação. Portanto, o FOV precisa ser avaliado juntamente com a distância do foco, a profundidade de campo, a direção de visão e o tamanho do alvo – e não selecionado como o maior número disponível.

O que deve ser avaliado para diferentes dispositivos endoscópicos?

 

Teste a cabeça da câmera completa, não apenas a lente nua

A óptica do endoscópio em miniatura opera dentro de uma pilha de tolerância restrita. O diâmetro da lente, o tamanho do sensor, a distância da lente à janela, a abertura da estrutura de aço, a posição do LED, a estrutura de vedação e o alinhamento da montagem podem alterar a visão final. Uma lente que pareça aceitável antes da instalação pode desenvolver sombreamento nos cantos ou obstrução parcial após ser colocada dentro da sonda final.

A avaliação deve usar o diâmetro pretendido da sonda e a direção de visualização, a janela ou invólucro da cobertura final, o número planejado e a posição dos LEDs e a estrutura real do cabo. Deve também incluir a distância de trabalho necessária, o material alvo, a condição de umidade ou vedação e o nível de iluminação prático mais baixo. A correção do sombreamento da lente pode compensar a queda gradual do brilho, mas não pode restaurar o conteúdo oculto por uma abertura mecânica ou corrigir um layout de iluminação inadequado.

Defina uma visualização utilizável antes de solicitar uma amostra

Uma solicitação útil de câmera endoscópica deve incluir o tipo de dispositivo, diâmetro máximo da cabeça da câmera, direção de visão reta ou lateral, distância de trabalho do alvo, FOV necessário, tamanho mínimo do recurso visível, LED e requisitos de escurecimento, comprimento e flexibilidade do cabo, interface de saída, requisito de proteção e se a correção de imagem está disponível no host.

Com estas condições, a distorção em barril, a projeção olho de peixe e a vinheta podem ser consideradas compensações no nível do dispositivo. O objetivo não é o menor valor de distorção possível isoladamente, mas uma cabeça de câmera que se encaixe na sonda e forneça uma visão que o dispositivo possa realmente usar.