はじめに
パイプ、エンジンシリンダー、または体腔内に内視鏡を挿入する場合、通常、先端を対象物からある距離に保ちます。その距離、つまりレンズからターゲットまでの距離を「作動距離」と呼びます。これはあらゆる「内視鏡カメラモジュール」の重要な仕様であり、画像のサイズ、明るさ、鮮明度に影響します。この記事では、作動距離の意味、それが「焦点深度」とどのように関連しているか、そして一般的な値について説明します。
作動距離とは？
作動距離とは、内視鏡の先端と検査対象の表面との間の距離です。「焦点深度」（鮮明さを保つ距離の範囲を表す）とは異なり、作動距離は画像が最適に鮮明になる特定の値を指します。固定焦点の内視鏡の場合、レンズは超焦点距離に設定されており、被写界深度内のどこでも作業できます。
例えば、血管用の「マイクロ内視鏡カメラモジュール」の作動距離はわずか1～5 mmである場合があります。汎用の「1080p内視鏡カメラモジュール」は、30～80 mmで良好に機能する可能性があります。
作動距離が重要な理由
倍率 – より近くに寄って小さな詳細を確認できます。
照明 – LEDは先端近くで最も明るく、長い距離にはより多くの光が必要です。
焦点 – 対象物が鮮明さを保つためには、焦点深度内にある必要があります。
アクセス – 狭い場所では特定の距離で作業せざるを得ない場合があります。
広い焦点深度（例：8 mmから無限大）を持つ「HDカメラモジュール」で広い焦点深度があれば柔軟性が得られますが、意図した作動距離がレンズの選択を導くべきです。
用途別の一般的な作動距離
| 用途 | 一般的な作動距離 | 理由 |
|---|---|---|
| 医療用腹腔鏡 | 30～100 mm | 腹部の手術スペース |
| 医療用関節鏡 | 5～50 mm | 軟骨に近い |
| 工業用内視鏡 | 10～80 mm | エンジンシリンダー、バルブ |
| コンシューマーUSB内視鏡 | 20～100 mm | 多用途DIY |
| マイクロ内視鏡 | 1～5 mm | 非常に小さく、高倍率 |
| パイプ/下水管検査 | 50～200 mm | 大きなパイプの中央にカメラを配置 |
作動距離と焦点深度の比較
焦点深度（被写界深度）とは、画像が許容範囲内で鮮明さを保つ距離の範囲です。例えば、「内視鏡カメラモジュール」の焦点深度が10 mmから100 mmである場合があります。これらの距離の間にある対象物はすべて焦点が合っています。「作動距離」は実際に配置する場所であり、その範囲内の任意の距離を選択できます。
広い焦点深度（例：8 mmから無限大）を持つ「1080p内視鏡カメラモジュール」を使用すると、鮮明さを失うことなく、20 mm、50 mm、または200 mmで作業できます。「マイクロ内視鏡カメラモジュール」は狭い範囲（2～10 mm）を持つ場合があるため、先端を正確に配置する必要があります。
焦点距離と絞りが作動距離に与える影響
短い焦点距離（広角） – より広い焦点深度が得られるため、作動距離はそれほど重要ではありません。
長い焦点距離 – 焦点深度が狭まり、より正確な位置決めが必要になります。
大きな絞り（小さいF値） – 焦点深度が減少し、作動距離がより重要になります。
小さな絞り（大きいF値） – 焦点深度が増加し、柔軟性が得られます。
固定焦点の「CMOSカメラモジュール」の場合、設計者はしばしば短い焦点距離と中程度の絞り（f/2.4～f/2.8）を使用して広い焦点深度を実現し、15 mmから150 mmまでの快適な作業を可能にします。
適切な作動距離の選択
| あなたのタスク | 推奨作動距離 |
|---|---|
| 一般的なパイプ/壁検査 | 20～100 mm |
| エンジンシリンダー検査 | 10～50 mm |
| 電子機器/PCB検査 | 5～20 mm |
| 医療用腹腔鏡 | 30～100 mm |
| マイクロサージェリー | 2～10 mm |
| 長距離下水管検査 | 50～200 mm |
USB内視鏡カメラの作動距離
「USBカメラモジュール」（UVC準拠）は、DIYおよびプロの検査に最適な20～80 mmの作動距離で設計されることがよくあります。一部のモデルには、作動距離を正確に調整するための手動フォーカスリングが付属しています。例えば、直径5.5 mmで30 mmの固定焦点を持つ「1080p内視鏡カメラモジュール」は非常に一般的です。
シンシアの内視鏡カメラモジュール
シンシアでは、カスタマイズ可能な作動距離を持つ「内視鏡カメラモジュール」製品を製造しています。
内視鏡カメラモジュール – お客様の一般的な作動距離に合わせた焦点深度。
USBカメラモジュール – UVC準拠、固定または調整可能な距離。
焦点深度 – 2 mmマクロから無限大まで、お客様の用途に合わせて調整。
HDカメラモジュール – お客様の作業距離に最適化された720p/1080pモジュール。
CMOSカメラモジュール – 適切な光学系を備えた高感度センサー。
マイクロ内視鏡カメラモジュール – 超小型、短い作動距離（2～20 mm）。
1080p内視鏡カメラモジュール – 正確な距離設定を備えたフルHD解像度。
まとめ
内視鏡カメラの作動距離とは、レンズから検査対象までの距離です。これは「焦点深度」の範囲内にある必要があります。「内視鏡カメラモジュール」。短い距離はより高い倍率をもたらしますが、視野は狭くなります。長い距離はより広い範囲をカバーしますが、より明るい光が必要です。ほとんどの産業およびコンシューマー用途では、20～100 mmの作動距離が適しています。医療用マイクロ内視鏡検査には、「マイクロ内視鏡カメラモジュール」で2～10 mmの距離が必要です。「USBカメラモジュール」または「1080p内視鏡カメラモジュール」を選択する際は、焦点深度を確認して、一般的な作動距離がカバーされていることを確認してください。
シンシアに「内視鏡カメラモジュール」と作動距離の要件についてご相談ください。
