วิธีเลือกเลนส์เอนโดสโคปสำหรับการใช้งานของคุณ

เลนส์เอนโดสโคปมีงานที่ยากลำบาก มันจะต้องพอดีกับอุปกรณ์แคบๆ ขณะเดียวกันก็สร้างภาพที่มีประโยชน์ในระยะใกล้ โดยมักจะอยู่ในพื้นที่ที่แสงและตำแหน่งถูกจำกัดอย่างแน่นหนา

การเลือกเลนส์เอนโดสโคปจึงไม่ใช่แค่การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุดที่มีอยู่หรือขอบเขตการมองเห็นที่กว้างที่สุดเท่านั้น เลนส์ที่จับภาพฉากกว้างอาจแสดงรายละเอียดต่อวัตถุน้อยลง การออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับระยะการทำงานเฉพาะอาจไม่ทำให้วัตถุใกล้หรือไกลออกไปมากนักให้อยู่ในโฟกัสที่ยอมรับได้ ขีดจำกัดทางกลยังสามารถจำกัดการกำหนดค่าทางแสงที่ผู้ออกแบบสามารถใช้ได้

ไม่ว่าการใช้งานจะเป็นการถ่ายภาพทางการแพทย์ การตรวจสอบทางอุตสาหกรรม หรือการแสดงภาพภายในรูปแบบอื่น จุดเริ่มต้นที่ดีที่สุดคือการกำหนดสิ่งที่กล้องจะต้องเปิดเผยและภายใต้เงื่อนไขใด

1. กำหนดงานตรวจสอบและเป้าหมาย

เริ่มต้นด้วยการอธิบายสิ่งที่กล้องเอนโดสโคปต้องสังเกต เป้าหมายคือการตรวจสอบพื้นผิวเพื่อหารอยขีดข่วน ตรวจสอบโพรง ระบุคุณสมบัติเล็กๆ น้อยๆ หรือให้มุมมองทั่วไปของพื้นที่ภายในหรือไม่? เป้าหมายและงานจะกำหนดว่าคุณลักษณะของภาพใดที่สำคัญที่สุด

สำหรับระบบตรวจสอบข้อบกพร่อง ความสามารถในการแยกแยะรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ อาจมีความสำคัญมากกว่าการถ่ายภาพฉากที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สำหรับการนำทางผ่านช่องหรือท่อ ความครอบคลุมที่กว้างขึ้นอาจเป็นประโยชน์ แอปพลิเคชันบางตัวจำเป็นต้องมีทั้งสองอย่าง ซึ่งอาจต้องมีการประนีประนอมหรือใช้สถาปัตยกรรมกล้องที่แตกต่างกัน

อธิบายวัสดุและพื้นผิวเป้าหมายด้วย วัตถุที่มีการสะท้อนแสง โปร่งใส มืด หรือมีพื้นผิวสูงสามารถทำงานแตกต่างออกไปได้ภายใต้แสงสว่างเดียวกัน หากกล้องเอนโดสโคปทำงานในของเหลวหรือหลังหน้าต่างป้องกัน ให้พูดถึงสิ่งนั้นตั้งแต่เนิ่นๆ เส้นทางแสงไม่จำเป็นต้องเทียบเท่ากับการตั้งค่าทางอากาศแบบธรรมดา

ภาพถ่ายของเป้าหมาย ภาพร่างของพื้นที่ว่าง และตัวอย่างภาพที่ยอมรับได้และภาพที่ยอมรับไม่ได้มักจะมีประโยชน์มากกว่าการระบุสั้นๆ เพียงอย่างเดียว

2. Field of view เลนส์มองเห็นได้เท่าไหร่?

มุมมองภาพ (FOV) ระบุขอบเขตเชิงมุมของฉากที่เลนส์ถ่าย ในการใช้งานกล้องเอนโดสโคป FOV ​​แบบกว้างสามารถช่วยให้ผู้ใช้มองเห็นพื้นที่โดยรอบได้มากขึ้นโดยไม่ต้องขยับอุปกรณ์มากนัก

อย่างไรก็ตาม ความครอบคลุมที่กว้างขึ้นไม่ได้ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ เมื่อความละเอียดของเซ็นเซอร์คงที่ ฉากที่ใหญ่ขึ้นอาจทำให้พิกเซลน้อยลงในคุณสมบัติเล็กๆ การออกแบบมุมกว้างมากอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยว ซึ่งอาจยอมรับได้สำหรับการวางแนวการมองเห็น แต่จะเหมาะสมน้อยกว่าเมื่อต้องประเมินรูปทรงเรขาคณิตอย่างแม่นยำ

เมื่อระบุ FOV ให้ชี้แจงว่าข้อกำหนดนั้นเป็นแนวนอน แนวตั้ง หรือแนวทแยง ระบุรูปแบบหรือรุ่นของเซ็นเซอร์ เนื่องจากเลนส์เดียวกันสามารถสร้างการครอบคลุมที่แตกต่างกันด้วยขนาดเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน หากเป้าหมายต้องพอดีกับภาพในระยะทางที่กำหนด ให้ระบุขนาดเป้าหมายและระยะการทำงานด้วย

การวาดภาพง่ายๆ ที่แสดงปลายเลนส์ เป้าหมาย และพื้นที่มองเห็นที่ต้องการสามารถช่วยให้นักออกแบบด้านการมองเห็นพิจารณาว่าขอบเขตการมองเห็นที่เสนอนั้นเหมาะสมหรือไม่

3. มีการเชื่อมต่อระยะชัดลึกและระยะการทำงาน

ระยะการทำงานคือระยะห่างจากเลนส์หรือจุดอ้างอิงไปยังชิ้นงานที่ระบุอย่างชัดเจน ความชัดลึก (DOF) อธิบายช่วงระยะห่างของวัตถุซึ่งภาพยังคงความคมชัดที่ยอมรับได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ควรหารือพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ร่วมกัน เลนส์ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับช่วงระยะทางแคบอาจให้รายละเอียดที่ชัดเจน ณ จุดตรวจสอบที่ต้องการ แต่จะมีประโยชน์น้อยลงเมื่อชิ้นงานเคลื่อนที่เข้ามาใกล้หรือไกลออกไป ระยะชัดลึกที่มากขึ้นอาจปรับปรุงความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของระยะทาง แม้ว่าผลลัพธ์จะขึ้นอยู่กับการออกแบบด้านการมองเห็น รูรับแสง ความละเอียดของเซ็นเซอร์ และเกณฑ์ที่ใช้ในการกำหนดความคมชัดที่ยอมรับได้

สำหรับกล้องเอนโดสโคป การระบุระยะการทำงานที่กำหนด ระยะเป้าหมายที่ใกล้ที่สุดที่คาดไว้ และระยะที่ไกลที่สุดที่ยังคงใช้งานได้จะเป็นประโยชน์ หากเครื่องมือต้องตรวจสอบทั้งพื้นผิวใกล้เคียงและช่องที่กว้างขึ้น ให้พูดเช่นนั้น แทนที่จะระบุระยะห่างที่ต้องการเพียงระยะเดียว

หลีกเลี่ยงการถามถึง “DOF ขนาดใหญ่” โดยไม่อธิบายระยะการทำงานจริง ช่วงระยะทางเป็นตัวเลขหรือตำแหน่งเป้าหมายที่เป็นตัวแทนบางส่วนทำให้การประเมินและทดสอบข้อกำหนดง่ายขึ้น

4. เหตุใดสื่อออปติคอลจึงมีความสำคัญ

ระบบแสงที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในอากาศอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเมื่อใช้ในตัวกลางอื่น เช่น น้ำหรือสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยของเหลว ดัชนีการหักเหของตัวกลางที่อยู่รอบๆ จะเปลี่ยนลักษณะการโค้งงอของแสงที่ส่วนเชื่อมต่อแบบออปติคอล และอาจส่งผลต่อโฟกัส ช่องมองภาพที่ปรากฏ และลักษณะการถ่ายภาพอื่นๆ

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้กล้องเอนโดสโคปสำหรับการตรวจสอบใต้น้ำหรือการใช้งานอื่นที่พื้นผิวรับแสงด้านหน้าสัมผัสกับตัวกลางที่แตกต่างจากอากาศ การทดสอบเลนส์ในอากาศเพียงอย่างเดียวอาจไม่สามารถทำนายพฤติกรรมขั้นสุดท้ายในสภาพแวดล้อมที่ต้องการได้อย่างสมบูรณ์

เมื่ออธิบายการใช้งาน ให้ระบุว่าเลนส์จะทำงานในอากาศ น้ำ หรือหลังหน้าต่างป้องกันโปร่งใส รวมวัสดุหน้าต่างและความหนาหากทราบ หากระบบจะจมอยู่ ให้กำหนดระยะการทำงานที่เกี่ยวข้องและเงื่อนไขที่ต้องประเมินคุณภาพของภาพ

การตั้งค่าการทดสอบที่เหมาะสมควรสะท้อนถึงการใช้งานขั้นสุดท้ายให้ใกล้เคียงที่สุดในทางปฏิบัติ สำหรับโครงการเฉพาะทาง ทีมงานด้านการมองเห็นและลูกค้าควรตกลงกันในเรื่องสื่ออ้างอิง ระยะเป้าหมาย ขั้นตอนการโฟกัส และเกณฑ์การยอมรับคุณภาพของภาพ ก่อนที่จะอนุมัติตัวอย่าง

5. การออกแบบเส้นผ่านศูนย์กลางและกลไกสามารถจำกัดโซลูชันด้านแสงได้

เลนส์เอนโดสโคปมักทำงานภายใต้ข้อจำกัดด้านขนาดที่ต้องการ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความยาวทั้งหมดที่มีจะส่งผลต่อจำนวนชิ้นเลนส์ที่สามารถรองรับได้ วิธีการประกอบเลนส์ และวิธีที่เลนส์เชื่อมต่อกับเซนเซอร์ภาพและกรอบโดยรอบ

เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่าไม่ใช่วัตถุประสงค์ที่แยกจากกัน จะต้องมีความสมดุลกับขอบเขตการมองเห็น คุณภาพของภาพ ระยะชัดลึก ความส่องสว่าง และความเป็นไปได้ในการผลิต การออกแบบที่เป็นไปได้ในทางเทคนิคอาจยังต้องเสียประสิทธิภาพ ความซับซ้อนในการประกอบ หรือต้นทุน

ระบุเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสูงสุด ความยาวที่ใช้ได้ ตำแหน่งเซ็นเซอร์ ส่วนต่อประสานการติดตั้ง และข้อจำกัดใดๆ ที่ปลายด้านหน้า หากกล้องเอนโดสโคปมีเส้นใยส่องสว่างหรือไฟ LED ให้ระบุตำแหน่งและพื้นที่ที่สงวนไว้ด้วย ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถส่งผลต่อรูปแบบกลไกและแสงที่ไปถึงเป้าหมายได้

การวาดภาพที่มีมิติเหมาะอย่างยิ่ง แต่ภาพร่างที่ชัดเจนสามารถสนับสนุนการอภิปรายความเป็นไปได้เบื้องต้นได้ ระบุว่าขนาดใดได้รับการแก้ไขแล้วและขนาดใดสามารถปรับได้หากจำเป็นต้องเปลี่ยนการมองเห็น

6. ความละเอียด การส่องสว่าง และคอนทราสต์ของภาพ

เลนส์จะต้องให้รายละเอียดที่เป็นประโยชน์เพียงพอสำหรับงานที่ต้องการ แต่เซ็นเซอร์และแสงสว่างยังส่งผลต่อภาพสุดท้ายด้วย เซ็นเซอร์ความละเอียดสูงไม่สามารถชดเชยคอนทราสต์ทางแสงที่ไม่เพียงพอ การโฟกัสที่ไม่ดี การเคลื่อนไหว หรือแสงที่ไม่เพียงพอ

การถ่ายภาพด้วยกล้องเอนโดสโคปมักเกี่ยวข้องกับพื้นที่จำกัดในการส่องสว่าง ความสว่างอาจแตกต่างกันไปตามฉาก และพื้นผิวสะท้อนแสงสามารถสร้างไฮไลท์ที่บดบังรายละเอียดได้ เลนส์ ค่าแสงของเซ็นเซอร์ รูปทรงของแสง และการประมวลผลภาพจึงควรได้รับการประเมินเป็นระบบ

เมื่อกำหนดคุณภาพของภาพ ให้อธิบายคุณลักษณะที่ต้องแก้ไข ระยะห่างเป้าหมาย และพื้นที่ของภาพที่ประสิทธิภาพมีความสำคัญที่สุด หากคุณมีข้อกำหนดที่สามารถวัดผลได้ เช่น ขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำหรือการทดสอบคุณภาพของภาพที่กำหนดไว้ ให้แบ่งปัน หากไม่มี ให้จัดเตรียมรูปภาพที่เป็นตัวแทนและอธิบายว่าระบบปัจจุบันไม่แสดงสิ่งใด

หลีกเลี่ยงการพึ่งพาเฉพาะป้ายกำกับเมกะพิกเซล การประเมินภาคปฏิบัติด้วยเซนเซอร์ การส่องสว่าง และเป้าหมายที่ต้องการถือเป็นสิ่งสำคัญก่อนที่จะอนุมัติเลนส์สำหรับการผลิต

7.สิ่งที่ต้องเตรียมก่อนติดต่อกับผู้ผลิตเลนส์

การสอบถามอย่างมีประสิทธิผลไม่จำเป็นต้องมีใบสั่งยาทางสายตาที่สมบูรณ์ จำเป็นต้องมีข้อมูลเพียงพอที่จะประเมินใบสมัคร

เตรียมสิ่งต่อไปนี้หากมี:

ประเภทการใช้งานและเป้าหมาย

โมเดลเซนเซอร์ มิติข้อมูลที่ใช้งานอยู่ หรือเอกสารข้อมูล

ต้องมี FOV แนวนอน แนวตั้ง หรือแนวทแยง

ช่วงระยะการทำงานที่กำหนดและอนุญาต

ระยะชัดลึกที่ต้องการหรือขนาดจุดสนใจขั้นต่ำ

เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์สูงสุดและความยาวที่ใช้ได้

สื่อปฏิบัติการ หน้าต่างป้องกัน และสภาพแวดล้อม

การจัดเรียงการส่องสว่างและความยาวคลื่น หากเกี่ยวข้อง

ปริมาณต้นแบบ ปริมาณการผลิตที่คาดหวัง ต้นทุนเป้าหมาย และกำหนดการ

หากคุณมีโมดูลเอนโดสโคปอยู่แล้ว รูปภาพตัวอย่างหรือข้อมูลอ้างอิงทางกายภาพอาจชี้แจงสิ่งที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงได้ ระบุจุดแข็งและข้อจำกัดในปัจจุบัน: บางทีภาพอาจคมชัดเพียงระยะเดียว ส่วนปลายใหญ่เกินไป หรือความครอบคลุมของฉากไม่เพียงพอ

ข้อมูลนี้ช่วยพิจารณาว่าเลนส์ที่มีอยู่สามารถปรับได้หรือไม่ หรือควรพิจารณาการออกแบบออพติคอลแบบปรับแต่งเองหรือไม่

สรุป: เริ่มต้นด้วยเงื่อนไขการตรวจสอบจริง

การเลือกเลนส์เอนโดสโคปคือความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพของการมองเห็นและข้อจำกัดทางกายภาพ ควรกำหนดขอบเขตการมองเห็น ระยะชัดลึก ระยะห่างในการทำงาน สื่อโดยรอบ คุณลักษณะของเซ็นเซอร์ การส่องสว่าง และขนาดทางกลร่วมกัน

ข้อมูลจำเพาะที่มีประโยชน์ที่สุดไม่จำเป็นต้องเป็นข้อกำหนดที่ยาวที่สุด เป็นงานที่อธิบายงานการตรวจสอบจริงได้ชัดเจนเพียงพอสำหรับวิศวกรในการประเมินวิธีแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ

โบชิ ออพติกส์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Shanghai Silk Optical Technology Co., Ltd. พัฒนาและผลิตผลิตภัณฑ์ด้านการมองเห็นสำหรับการใช้งานด้านการถ่ายภาพ รวมถึงเลนส์ที่เกี่ยวข้องกับกล้องเอนโดสโคปแบบสั่งทำพิเศษ สำหรับโปรเจ็กต์ใหม่ ให้แชร์ข้อมูลเซ็นเซอร์ กรอบกลไก ระยะการทำงาน ฉากเป้าหมาย และสื่อปฏิบัติการที่ต้องการ

เยี่ยมชมของเราหน้าผลิตภัณฑ์ที่กำหนดเอง เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาด้านการมองเห็นแบบปรับแต่งเอง หรือติดต่อเราผ่านทางเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ(https://www.lensmanufacture.com/) เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณ