12MP 4K Autofokus USB-Endoskopkameramodul mit 8 dimmbaren LEDs

Produktübersicht

Dieses 12-Megapixel-Autofokus-USB-Endoskopkameramodul wurde für OEM-Inspektionsgeräte entwickelt, die eine detaillierte Bildgebung über wechselnde Arbeitsabstände hinweg benötigen. Sein 1/3,06-Zoll-CMOS-Sensor bietet eine maximale Bildgröße von 3840 × 3104, während das Autofokussystem Ziele von etwa 3,5 cm bis unendlich abdeckt.

Acht weiße SMD-LEDs umgeben die Linse und unterstützen eine einstellbare Helligkeit für dunkle Hohlräume und reflektierende Oberflächen. Ein integrierter DSP übernimmt die Bildverarbeitung und die USB 2.0 UVC-Schnittstelle vereinfacht die Verbindung zu einem kompatiblen Host. Das Modul ist als kompakte, reine Konfiguration und als größere Stahlgehäusekonfiguration für Projekte erhältlich, die zusätzlichen mechanischen Schutz erfordern.

Das Modul kann für industrielle Endoskope, Wartungswerkzeuge, Forschungsbildgebungssysteme und die Entwicklung medizinischer oder veterinärmedizinischer Geräte evaluiert werden. Der endgültige Gerätehersteller bleibt für die Validierung der Bildleistung, der Versiegelung, der elektrischen Sicherheit, der Materialien, der Reinigungs- oder Sterilisationsverfahren und der geltenden gesetzlichen Anforderungen verantwortlich.

Produktvorteile

• 12 MP CMOS-Bildgebung mit einer maximalen Ausgabe von 3840 × 3104

• Autofokus von ca. 3,5 cm bis unendlich

• Bis zu 30 fps mit einer unterstützten komprimierten Ausgabekonfiguration

• 80,9° diagonales Sichtfeld für ausgewogene Abdeckung

• F/2,2-Blende für effiziente Ausleuchtung im Nahbereich

• Acht dimmbare weiße LEDs mit 4500–5000 K

• Integrierter DSP mit AEC-, AGC- und AWB-Bildsteuerung

• USB 2.0 UVC-Anschluss für kompatible Hostsysteme

• Optionen für Rohmodul- und Stahlschalenkonstruktionen

• 5-V-Versorgung und beschrifteter Hardware-Snapshot-Anschluss

12 MP 4K-Bildgebung

Maximale Auflösung 3840 × 3104

Der 1/3,06-Zoll-CMOS-Sensor verwendet eine Pixelgröße von 1,12 μm × 1,12 μm und liefert eine Ausgabe von bis zu 3840 × 3104. Dadurch erhält der Bediener mehr Bildinformationen zum Dokumentieren von Oberflächen, zum Vergleichen von Komponenten und zum Überprüfen kleiner visueller Merkmale, als ein Modul mit niedrigerer Auflösung bei gleicher Bildaufnahme liefern kann.

Die Lösung allein entscheidet nicht darüber, ob ein Mangel festgestellt werden kann. Objektivleistung, Arbeitsabstand, Oberflächenkontrast, Beleuchtung, Komprimierung, Anzeigeskalierung und Bewegung beeinflussen alle das sichtbare Ergebnis. Bevor die Bildspezifikation genehmigt wird, sollte ein Muster mit dem realen Ziel, dem erforderlichen Betrachtungsabstand und der vorgesehenen Host-Software getestet werden.

Das Modul verwendet eine 10-Bit-ADC-Verarbeitung. Automatische Belichtung, automatische Verstärkung und automatischer Weißabgleich helfen dem System, auf sich ändernde Helligkeits- und Farbbedingungen zu reagieren. Dennoch kann eine OEM-Bildoptimierung erforderlich sein, wenn sich die Zielmaterialien oder die Inspektionsumgebung erheblich von einer allgemeinen Testszene unterscheiden.

Bildrate und USB-Bandbreite

Die aufgeführte maximale Bildrate beträgt bis zu 30 Bilder pro Sekunde bei 12 MP, wenn eine unterstützte komprimierte Videokonfiguration verwendet wird. Die tatsächliche Leistung hängt vom ausgewählten UVC-Format, Host-Controller, USB-Bandbreite, Software-Decoder und Computer oder eingebettetem Prozessor ab.

Wenn eine Anwendung eine unkomprimierte Ausgabe, eine sehr geringe Latenz oder eine kontinuierliche Aufzeichnung mit maximaler Auflösung erfordert, sollten die erforderliche Auflösung, Bildrate und das Format gemeinsam bestätigt werden. Die Bezeichnung 12 MP bedeutet nicht, dass jeder Host in jedem Ausgabeformat 3840 × 3104 mit 30 Bildern pro Sekunde anzeigen oder aufzeichnen kann.

Autofokus von 3,5 cm bis unendlich

Der Autofokus-Mechanismus ist für Geräte gedacht, bei denen sich der Abstand zwischen Objektiv und Ziel während der Beobachtung ändert. Dadurch kann die erforderliche Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Sonde bei der Inspektion von Oberflächen in unterschiedlichen Tiefen reduziert werden.

Der angegebene Fokussierbereich beginnt bei ca. 3,5 cm und reicht bis unendlich. Für Nahinspektionen sollte der bevorzugte Arbeitsabstand anhand des kleinsten sichtbaren Merkmals, der erforderlichen Feldabdeckung und der verfügbaren LED-Beleuchtung festgelegt werden.

Die Leistung des Autofokus sollte am tatsächlichen Ziel getestet werden. Stark reflektierende Oberflächen, transparente Materialien, Bereiche mit geringer Textur, sich bewegende Flüssigkeiten, Dampf oder Schwebeteilchen können die Fokuserfassung weniger stabil machen. Abhängig von der OEM-Konfiguration kann das Fokusverhalten für eine Anwendung mit kontrolliertem Arbeitsabstand angepasst, eingeschränkt oder gesperrt werden.

80,9° Sichtfeld und F/2,2-Optik

Das Objektiv bietet ein diagonales Sichtfeld von 80,9°. Dies bietet eine größere Abdeckung als ein schmales Inspektionsobjektiv und vermeidet gleichzeitig die extreme Perspektive, die mit sehr weitwinkligen Optiken verbunden ist.

Die F/2,2-Blende unterstützt die Lichtsammlung im kompakten optischen System. Die Bildhelligkeit hängt immer noch von der LED-Leistung, der Zielentfernung, dem Reflexionsvermögen, der Sensorbelichtung und dem im fertigen Gerät verwendeten Schutzfenster oder der Stahlgehäusestruktur ab.

Für Maßvergleiche, Messungen oder maschinelle Bildverarbeitungsanalysen sollte das endgültige optische System kalibriert werden. Das Sichtfeld und die Pixelanzahl allein bestimmen nicht die Messgenauigkeit oder die Leistung der Rand-zu-Rand-Verzerrung.

Acht dimmbare weiße LEDs

Acht weiße SMD-LEDs sind rund um die Frontlinse angeordnet und beleuchten nahegelegene Ziele in dunklen Hohlräumen. Die angegebene Farbtemperatur beträgt 4500–5000 K und bietet eine neutralweiße Lichtquelle für allgemeine Inspektionsbilder.

Die Helligkeit kann über die ausgewählte Hardware-Dimmkonfiguration angepasst werden. Dies ist nützlich beim Wechsel zwischen dunklen, saugfähigen Materialien und poliertem Metall, nassen Oberflächen oder anderen reflektierenden Zielen. Eine Reduzierung der LED-Leistung kann Blendung und Überbelichtung im Nahbereich begrenzen, während eine Erhöhung die Sichtbarkeit verbessern kann, wenn das Ziel weiter vom Objektiv entfernt ist.

Das Beleuchtungsergebnis sollte ausgewertet werden, nachdem die Kamera in der endgültigen Distalspitzenstruktur installiert wurde. Ein Deckglas, ein Schutzfenster, eine vertiefte Linsenposition oder eine reflektierende Stahlkante können das Beleuchtungsmuster verändern. Käufer, die andere Beleuchtungslayouts vergleichen, können sich die Reihe der LED-Endoskopkameramodule ansehen.

Bare-Modul- und Steel-Shell-Optionen

Φ12,5 mm blanke Konfiguration

Die kompakte nackte Konfiguration wird mit einem Durchmesser von ca. 12,5 mm angegeben. Es richtet sich an Gerätehersteller, die das umgebende Gehäuse, die Montagestruktur, die Zugentlastung und die Umgebungsabdichtung in ihrem eigenen Gerät bereitstellen.

Das blanke Modul sollte keinen direkten mechanischen Belastungen, Reinigungsflüssigkeiten oder wiederholter Handhabung ausgesetzt werden. Das vom Kunden entworfene Gehäuse muss die Leiterplatte und die optische Baugruppe tragen, ohne Kabelspannung oder Montagebelastung auf die Linse und den Sensor zu übertragen.

Φ14,5 mm Stahlschalenkonfiguration

Die geschützte Konfiguration verwendet ein Stahlgehäuse mit einem Durchmesser von ca. 14,5 mm. Die Referenzzeichnung zeigt eine zylindrische Struktur mit einer Vorderseite mit acht LEDs, einem internen DSP-Abschnitt und mechanischen Gewindeschnittstellen mit den Bezeichnungen M14 × 0,5 und M13,7 × 0,5.

In der Produktliste wird die vorgesehene Stahlgehäusekonfiguration als IP67 identifiziert. Diese Bewertung sollte in der genehmigten Projektspezifikation bestätigt werden und gilt nur für die getestete Konfiguration. Das komplette Endoskop – einschließlich Kabeleinführung, Gelenken, Stecker, Griff und etwaiger Gelenkstruktur – erfordert eine eigene Dichtungsvalidierung.

Die angegebene Modullänge beträgt 36,6 mm. Da die mechanischen Details zwischen der blanken Version und der Version mit Stahlmantel variieren können, sollte die genehmigte Maßzeichnung das Gerätedesign und die Produktionsabnahme steuern.

DSP- und Pin-Schnittstelle

Der integrierte DSP unterstützt die Bildverarbeitung nah am Kamerakopf. Das mitgelieferte Pin-Diagramm identifiziert die folgenden Anschlüsse:

• LED 5V für den Beleuchtungskreis

• SNAP für einen Hardware-Snapshot-Steuerungseingang

• GND für die gemeinsame Masseverbindung

• DP und DM für USB-Differenzdaten

• 5 V für die Stromversorgung des Kameramoduls

Der Geräteentwickler sollte vor dem Bau des Prototyp-Kabelbaums die Steckerausrichtung, die Pin-Reihenfolge, den Strombedarf, die Snapshot-Trigger-Logik und die Erdungsmethode bestätigen. Das Anlegen von Strom an den falschen Pin oder die gemeinsame Nutzung von Motor- und LED-Strömen über einen ungeeigneten Rückweg kann die Bildstabilität beeinträchtigen oder das Modul beschädigen.

Kabel und Stecker benötigen eine Zugentlastung. Wiederholtes Biegen sollte von der Kamerakopfeinführung und allen Löt- oder Crimpanschlüssen ferngehalten werden.

USB 2.0 UVC-Integration

Das Modul nutzt eine USB 2.0-Schnittstelle und unterstützt den UVC-Betrieb mit kompatiblen Hosts. UVC kann den Treiberentwicklungsaufwand reduzieren, da anerkannte Hostsysteme den Videostream über eine Standardschnittstelle der Videoklasse empfangen können.

Die Standardproduktliste nennt Windows XP und Windows 7. Andere UVC-fähige Plattformen – einschließlich neuerer Windows-Versionen, macOS, Linux und Android – sollten mit der ausgewählten Firmware, dem Anschluss, dem Host- oder OTG-Controller und der Anwendungssoftware validiert werden.

Bestätigen Sie für ein OEM-Projekt Folgendes:

• Erforderliche Auflösung und Bildrate

• MJPEG oder ein anderes unterstütztes Ausgabeformat

• USB-Host- oder OTG-Fähigkeit

• Steckertyp und Kabellänge

• Snapshot-Eingabeverhalten

• Steuermethode für das LED-Dimmen

• Anforderungen an die Softwarevorschau und -aufzeichnung

• Vom Host verfügbarer Strom

Geräteentwickler, die digitale Konfigurationen vergleichen, können sich das breitere Sortiment an USB-Endoskopkameramodulen ansehen.

Bildkontrolle und Betriebsbedingungen

Die automatische Belichtungssteuerung passt die Integrationseinstellungen an, wenn sich die Helligkeit der Szene ändert. Die automatische Verstärkungsregelung kann das Bildsignal bei dunkleren Bedingungen erhöhen, während der automatische Weißabgleich die Farbeigenschaften der LEDs und des Ziels ausgleicht. Diese Funktionen unterstützen die allgemeine Anzeige, erfordern jedoch möglicherweise eine projektspezifische Abstimmung, wenn Farbkonsistenz oder Rauschpegel von entscheidender Bedeutung sind.

Das Modul ist für eine 5-V-Versorgung ausgelegt und für den Betrieb bei 0 °C bis 50 °C zugelassen. Hierbei handelt es sich um den Betriebsbereich einer Komponente, nicht um einen Temperaturwert für Sterilisation, chemische Reinigung oder eine vollständig versiegelte Sonde.

Die thermische Leistung sollte mit den LEDs bei der vorgesehenen Helligkeit und dem vorgesehenen Arbeitszyklus überprüft werden. Das bloße Modul ist für die mechanische Unterstützung und das Wärmemanagement auf das Gehäuse des Kunden angewiesen, während das Stahlgehäuse die Wärmeübertragung und die Umgebungseinflüsse verändert. Keine der beiden Strukturen macht die Validierung der Endmontage überflüssig.

Bei Projekten, die geschützte Sonden erfordern, können die Optionen für wasserdichte Endoskopkameramodule verglichen werden, die Schutzart muss jedoch mit der tatsächlichen Flüssigkeit, dem Druck, der Dauer und den Reinigungsbedingungen übereinstimmen.

Anwendungsbereiche

Industrielle Endoskopausrüstung

Das Modul kann Inspektionsgeräte für Motoren, Getriebe, hydraulische Komponenten, bearbeitete Hohlräume, Rohrinnenräume und Baugruppen unterstützen, die nicht direkt beobachtet werden können. Der Autofokus ist nützlich, wenn sich die Zielentfernung ändert, während einstellbare LEDs dabei helfen, dunkle Bereiche und reflektierende Metalloberflächen zu verwalten.

Für Luft- und Raumfahrt-, Chemie-, Öl-, feuchte oder mit Schmutz gefüllte Umgebungen muss die fertige Sonde für die erwartete Temperatur, Vibration, Flüssigkeit, Druck und Abrieb geeignet sein. Weitere anwendungsspezifische Konfigurationen sind im Bereich der industriellen Endoskopkameramodule verfügbar.

Wartungs- und Infrastrukturtools

Die Kamera kann in Wartungswerkzeuge für HVAC-Durchgänge, Entwässerungssysteme, Wandhohlräume, Gerätegehäuse und andere begrenzte Räume integriert werden. Das gesamte Gerätedesign bestimmt die Einführlänge, die Artikulation, den Kabelschutz und ob die Kamera sicher in nassen oder kontaminierten Bereichen eingesetzt werden kann.

Forschungs- und Dokumentationssysteme

Der 12-Megapixel-Ausgang kann Laborbeobachtungen, Probendokumentation, Komponentenvergleiche und andere Bildgebungsaufgaben unterstützen, die von detaillierten Standbildern profitieren. Der endgültige Abstand zwischen Objektiv und Ziel und die Beleuchtungsgeometrie sollten durch Stichprobentests ermittelt werden.

Entwicklung medizinischer und veterinärmedizinischer Geräte

Das Modul kann als bildgebende Komponente für medizinische, zahnmedizinische, HNO-, dermatologische oder veterinärmedizinische Beobachtungsgeräte evaluiert werden. Es handelt sich nicht um ein vollständiges Medizinprodukt. Der Gerätehersteller muss den Verwendungszweck definieren und die entsprechenden Arbeiten in den Bereichen Material, Biokompatibilität, elektrische Sicherheit, Reinigung oder Sterilisation, Risikomanagement, klinische Leistung und Regulierung durchführen.

OEM-Konfiguration und Musterfreigabe

Diskussionen zur OEM-Konfiguration können Folgendes umfassen:

• Blanke oder stahlummantelte mechanische Struktur

• Anforderungen an Durchmesser, Packungslänge und Gewinde

• Sichtfeld des Objektivs und Autofokusverhalten

• Fester Fokus oder eingeschränkter Fokus für kontrollierte Entfernungen

• LED-Helligkeit, Steuermethode und Farbtemperatur

• Kabellänge, Stecker und Zugentlastung

• Kombination aus USB-Ausgabeformat und Bildrate

• Snapshot-Eingabe und Steuerplatinenintegration

• Belichtung, Verstärkung, Weißabgleich und Farbabstimmung

• Schutzniveau und Versiegelungsmethode

• Probenmenge und erwartetes Produktionsvolumen

Änderungen an Optik, Beleuchtung, Kabel oder Firmware können sich auf Bildqualität, Bandbreite, Wärme, Strom, Preis und Lieferzeit auswirken. Nutzen Sie den benutzerdefinierten Endoskop-Kameramodul-Service, wenn die Standardkonfiguration nicht mit der Zielausrüstung übereinstimmt.

Ein praktischer Mustergenehmigungsprozess umfasst:

1. Bestätigen Sie den verfügbaren Durchmesser, die starre Länge und die Befestigungsgewinde.

2. Definieren Sie Zielgröße, Entfernungsbereich und Feldabdeckung.

3. Wählen Sie die Roh- oder Stahlschalenkonstruktion.

4. Bestätigen Sie das USB-Format, die Hostplattform und die erforderliche Bildrate.

5. Testen Sie den Autofokus auf den tatsächlichen Zieloberflächen.

6. Überprüfen Sie die Helligkeit, Blendung und Farbwiedergabe der LED.

7. Überprüfen Sie kontinuierliches Streaming, Snapshot-Verhalten und Aufzeichnung.

8. Messen Sie den Temperaturanstieg beim vorgesehenen LED-Arbeitszyklus.

9. Komplette Dichtungs- und Umwelttests für die endgültige Sonde.

10. Frieren Sie die genehmigten Zeichnungs-, Firmware-, Kabel- und Prüfkriterien vor der Produktion ein.

Technische Spezifikationen

FAQs

Kann USB 2.0 12-MP-Videos mit 30 Bildern pro Sekunde übertragen?

Die aufgeführte Leistung von 30 fps hängt von der Verwendung einer unterstützten komprimierten Ausgabekonfiguration und eines fähigen Hosts ab. Bestätigen Sie beim Beispieltest gemeinsam die Auflösung, das Videoformat, den USB-Controller, den Decoder und die Aufnahmesoftware.

Wann ist der Autofokus sinnvoller als der Fixfokus?

Der Autofokus ist nützlich, wenn sich die Zielentfernung ändert oder wenn der Bediener Oberflächen in mehreren Tiefen beobachten muss. Ein fester oder fixierter Fokus kann möglicherweise besser wiederholbar sein, wenn das Gerät immer in einem kontrollierten Arbeitsabstand arbeitet.

Kann die Autofokusposition gesperrt werden?

Fokussteuerung kann für eine OEM-Konfiguration diskutiert werden. Je nach ausgewählter Firmware und Hardware kann das Fokusverhalten eingeschränkt oder gesperrt werden, um unerwünschte Nachfokussierungen in Szenen mit geringer Textur, Reflexionen oder Partikeln zu reduzieren.

Wie werden die acht LEDs gedimmt?

In der Standardkonfiguration ist eine Hardware-Helligkeitssteuerung möglich. Ein OEM-Projekt kann eine Inline-Steuerung oder eine andere unterstützte Steuerplatinenmethode evaluieren. Bestätigen Sie den erforderlichen Steuerungsansatz, bevor der Kabelbaum und die Firmware genehmigt werden.

Was ist der Unterschied zwischen den Versionen Φ12,5 mm und Φ14,5 mm?

Bei der Φ12,5-mm-Option handelt es sich um die kompakte, reine Konfiguration, die für die Integration in das eigene Gehäuse des Kunden vorgesehen ist. Die Option mit einem Durchmesser von ca. 14,5 mm fügt ein Stahlgehäuse und die in der Referenzzeichnung gezeigte Frontstruktur mit acht LEDs hinzu.

Deckt die Schutzart IP67 das komplette Endoskop ab?

Nein. Die Auflistung gilt für die angegebene Kamerakonfiguration mit Stahlgehäuse. Kabeleinführungen, Verbindungen, Anschlüsse, Griffe und der Rest des fertigen Geräts erfordern eine separate Dichtungskonstruktion und -validierung.

Kann dieses Modul in medizinischen Geräten verwendet werden?

Es kann als bildgebende Komponente evaluiert werden, das gesamte Medizinprodukt muss jedoch für seinen Verwendungszweck entwickelt und validiert werden. Der Gerätehersteller ist für Materialien, Biokompatibilität, elektrische Sicherheit, Reinigung oder Sterilisation, Risikomanagement, Leistung und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verantwortlich.

Garantiert 12MP, dass sehr kleine Mängel sichtbar sind?

Nein. Die Erkennbarkeit hängt von der Defektgröße, dem Kontrast, dem Arbeitsabstand, der Objektivleistung, der Beleuchtung, der Komprimierung und der Anzeige ab. Die Genehmigung sollte auf Beispielbildern des realen Ziels basieren und nicht nur auf der Auflösung.

Welche Informationen werden für ein Angebot benötigt?

Geben Sie die Anwendung, den verfügbaren Durchmesser und die starre Länge, den Zielarbeitsabstand, das erforderliche Sichtfeld, das Hostsystem, die Auflösung und Bildrate, das USB-Format, die Kabel- und Steckeranforderungen, die LED-Steuerungsmethode, die Betriebsumgebung, den Schutzbedarf, die Probenmenge und das erwartete Produktionsvolumen an.