工業用検査の分野では、鋳物の品質が製品の安全性と信頼性に直接影響します。非破壊検査の中核ツールである工業用内視鏡の適切な選択は、欠陥特定の精度と効率に直接影響します。-開口部が大きく異なる鋳物に直面して、内視鏡機器を科学的に選択するにはどうすればよいでしょうか?
内視鏡カメラの被写界深度とパイプの直径 (通常、観察されるパイプまたはキャビティの内径を指します) の間には、密接かつ相互に制限的な関係があります。
簡単に言えば、中心となる関係は次のとおりです。
光学系と撮影距離が固定されている場合、パイプの直径が小さいほど有効被写界深度は大きくなります。パイプの直径が大きくなると、有効被写界深度は小さくなります。
以下、原理と実用化の両面から詳しく解説していきます。
基本原則: なぜこの関係が存在するのでしょうか?
まず、いくつかの重要な概念を理解する必要があります。
被写界深度
カメラのレンズの前端で鮮明な画像が得られる、撮影対象の前後の距離の範囲を指します。簡単に言うと、画像の手前から奥まで鮮明な奥行き範囲のことです。
パイプ径
ここでは、観察対象の空間的な深さ、または空洞の内径として理解できます。被写体の「前景」と「背景」の間の距離範囲を決定します。
ブラーの輪
画像内で点がぼやけて見えるのは、センサー上に小さな点（ぼかしの円）が形成されるためです。このスポットが人間の目やセンサーで区別できないほど小さい場合、その点は鋭いと見なされます。被写界深度の境界は、ブラーの円の許容可能なサイズによって決まります。
関係の核心は「背景」の限界にある
パイプ径が小さい場合
*「前景」はパイプの内壁の手前側、「背景」はパイプの内壁の奥側です。
* パイプ径が小さいため、この「背景」は物理的にレンズに非常に近くなります。レンズにある程度のぼかし機能がある場合でも、この近くの「背景」は被写界深度内に収まる可能性が非常に高くなります。
* 結果: 近い内壁から遠い内壁までの断面全体が被写界深度内にあり、全体的な画像が鮮明です。-パイプの直径が小さいと、背景がぼやけるほど遠くにならないため、「役立ちます」。
パイプ径が大きい場合
* 「前景」はレンズに近い組織である可能性があり、「背景」は遠くにあるパイプまたは他の臓器の内壁である可能性があります。
※パイプ径が大きいため、この「背景」が物理的にレンズから遠くなり、レンズの被写界深度から外れやすい場合があります。
* 結果: 前景の組織に焦点を合わせると、遠くの背景が非常にぼやけます。大きなチューブ直径は、顕著なぼけを生み出すのに十分な距離を提供するため、被写界深度に「挑戦」します。
開口とプローブ直径の一致原理
* **極細チューブ直径 (3 mm 以下):** 超極細プローブが必要です。通常、直径は 1.5 mm 未満です。-広い視野（120 度以上）と浅い被写界深度を備えた近焦点レンズが必要です。-プローブの長さも考慮する必要があります。
* **マイクロチューブの直径 (10mm 以内):** 直径 2mm-4mm のプローブが主流です。被写界深度が約 90 度、範囲が 5 ～ 30 mm の近焦点レンズをお勧めします。
* **中径チューブ径 (約 20mm):** 視野 140 度、被写界深度 7 ～ 110mm の超広角レンズを選択できます。--。鋳管の内部像を網羅的に観察することができます。
* **Large Tube Diameter (>30mm):** プローブの直径は 6mm-8mm まで増やすことができます。視野の狭いレンズ (75 度) が推奨されます。小さな角度で十分な光を取り込み、深い視野と広い範囲を実現し、高解像度の撮像と微細欠陥の鮮明な捕捉を可能にします。
光源と誘導機能の相性解析
照明条件とプローブの操作性は、検査品質を確保するための重要な補助パラメータです。
光源構成: 小さな開口部の検査には、リング状の LED アレイ光源が推奨されます。均一な照明により中央の露出オーバーが回避されます。-大口径のシナリオでは、高輝度の LED ライトを選択できます。-
ガイド機能: 4 方向ガイド ジョイントは業界標準となっていますが、開口部の場合は<4mm, a mechanical guiding mechanism is recommended, as its response speed is more than 30% faster than electronic ones.
内視鏡カメラの視野、被写界深度、チューブ直径はシーンによって異なります。-直径が小さい環境ではレンズの被写界深度効果が客観的に増幅されますが、直径が大きい環境ではレンズの被写界深度性能に対する要求が高くなります。-内視鏡を選択または設計するときは、対象となるアプリケーション シナリオの一般的なチューブ直径 (または空間サイズ) を中心的な考慮事項の 1 つにする必要があります。
