Implementierung des 0,9-mm-Endoskopkameramoduls OCHTA10 in starren und flexiblen Sonden

Die Entwicklung minimalinvasiver medizinischer Instrumente, katheterbasierter Diagnosewerkzeuge und mikroindustrieller zerstörungsfreier Prüfsysteme (NDT) erfordert ein präzises Gleichgewicht zwischen physikalischen Abmessungen und Bildtreue. Das Endoskopkameramodul OCHTA10 behebt diese räumlichen Einschränkungen durch die Integration einer im Submillimeterbereich 0,9-mm-Optikbaugruppe mit einer entkoppelten, getrennten Schaltkreisarchitektur.

Dieses Modul wurde von SincereFirst mithilfe automatisierter Active Alignment (AA)-Montagelinien entwickelt und liefert Echtzeitvideos über eine Plug-and-Play-Schnittstelle für Anwendungen, bei denen Standardkamera-Footprints nicht integriert werden können.

1. Architektonische Miniaturisierung: Das Separated-Head-Design

Herkömmliche Kameramoduldesigns sind physikalisch durch die gemeinsame Anordnung des Bildsensors und der peripheren Logikkomponenten auf einem einzigen Substrat begrenzt. Das OCHTA10-Modul umgeht diesen physischen Engpass durch ein separates Strukturlayout.

• Ultra-Miniatur-Tipp: Der Kamerakopf beherbergt nur die Objektivbaugruppe und den Rohsensorchip, die über feine Bonddrähte mit einer entfernten Hauptverarbeitungsplatine (ca. 14,0 × 46,0 mm) verbunden sind.

• Wärmemanagement: Diese strukturelle Entkopplung ermöglicht es der Bildgebungsspitze, einen Außendurchmesser von nur 0,9 mm beizubehalten . Ingenieurteams können die flexible Mikrosonde durch stark eingeschränkte Kanäle leiten – wie etwa Gefäßkatheter, urologische Endoskope mit kleinem Durchmesser oder interne Lücken in Turbinenschaufeln – und gleichzeitig die wärmeerzeugende Energieverwaltung und die Backend-ISP-Schaltung an der hostseitigen Schnittstelle lokalisieren.

2. Sensorphysik und optische Toleranzen

Die Erfassung nutzbarer räumlicher Daten im Submillimeterbereich erfordert eine Optimierung der Pixelarchitektur, um niedrigen photonischen Erfassungsraten entgegenzuwirken. Das OCHTA10-Modul nutzt die Stacked-Die-Technologie PureCel® Plus-S von OmniVision und arrangiert ein 400 × 400-Pixel-Array mit einem Pixelabstand von 1,008 μm.

Quanteneffizienz und Rauschunterdrückung

Die von hinten beleuchtete (BSI) gestapelte Architektur maximiert den Füllfaktor jedes Mikropixels und minimiert Dunkelstrom und Ausleserauschen. Dieses Leistungsprofil sorgt in Kombination mit Glasfaser- oder Mikro-LED-Beleuchtungskanälen für klare strukturelle Definitionen in unbeleuchteten Hohlräumen (z. B. anatomische Lumen oder mechanische Getriebe).

Optische Abbildung und geringe Verzerrung

Das Objektiv mit festem Fokus verfügt über eine ultrakurze effektive Brennweite (EFL) von 0,175 mm und eine schnelle Blende von F2,8 . Es ist für die Nahfeldinspektion optimiert und behält einen hohen MTF-Kontrast über eine Fokussierungstiefe von 3 mm bis 30 mm bei . Während Weitwinkel-Miniaturobjektive häufig starke periphere Verzerrungen verursachen, begrenzt der optische Zug OCHTA10 die TV-Verzerrung -11 % über ein symmetrisches Sichtfeld (FOV) von 100° H × 100° V auf weniger als , wodurch die räumlichen Proportionen über die gesamte Matrix erhalten bleiben.

3. Elektrische Integration und Massenproduktionskonsistenz

Aus Sicht der Elektronikintegration arbeitet das Modul als standardmäßiges UVC-kompatibles Gerät (Universal Video Class) über einen USB 2.0-Bus über einen 5-poligen Micro-USB-Anschluss.

• Treiberloser plattformübergreifender Betrieb: Die Hardware unterstützt Dual-Stream-Formate – komprimiertes MJPEG für bandbreiteneffiziente 30-FPS- Ausgabe und rohes YUV für direkte Pixelmanipulation. Es lässt sich nativ mit eingebetteten Linux-Architekturen, Windows-Workstations und Android-Edge-Plattformen verbinden, ohne dass benutzerdefinierte Gerätetreiber auf Kernel-Ebene erforderlich sind.

• AA Optomechanische Toleranzen: Bei einem Maßstab von 0,9 mm zerstört bereits eine mechanische Verschiebung von 1 Mikrometer die Bildsymmetrie. SincereFirst mildert diese Abweichung durch den Einsatz automatisierter COB-Montagelinien der Klasse 10/100, die mit 6-Achsen-Aktivausrichtungssystemen ausgestattet sind. Die Objektivposition wird dynamisch optimiert, während der Sensor aktiv ein Zielgitter abbildet und so eine gleichmäßige Schärfe von der Ecke bis zur Ecke gewährleistet.

• Globale Konformität: Die Module sind vollständig CE-, FCC-, RoHS- und Reach-konform, um strenge regionale Einsatzkriterien zu erfüllen.

4. Technische Spezifikationen

表格

5. Hauptanwendungsfelder

• Medizinische Geräte und Diagnostik: Einweg-Bronchoskope, Zystoskope, Hysteroskope und Mikrokatheter-Bildgebungsgeräte, bei denen die Kosten für die Wiederaufbereitung im Autoklaven entfallen müssen.

• Industrielle zerstörungsfreie Prüfung (NDT): Interne Inspektion von Verdichterschaufeln von Luftfahrtturbinen, Schweißnähten von Rohren mit Mikrobohrungen, Zylinderwänden für Kraftfahrzeuge und mehrschichtigen PCB-Leiterbahnquerschnitten mit hoher Dichte.

• Wissenschaftliche Instrumentierung: Mikrofluidische Chip-Beobachtungskanäle, Echtzeitanalyse biologischer Proben und robotische Mikromanipulator-Bildverarbeitungssysteme.

6. Häufig gestellte technische Fragen (FAQ)

F1: Kann dieses Modul direkt in medizinische Einweg-/Einwegsysteme integriert werden?
A: Ja. Die OCHTA10-Modularchitektur ist für medizinische Geräte zur Einzelpatientennutzung optimiert. Durch die Nutzung der automatisierten COB-Montage in großen Stückzahlen kontrolliert SincereFirst den Fertigungsaufwand so weit, dass die Komponentenentsorgung wirtschaftlich rentabel ist, wodurch Krankenhaussterilisationskosten und Kreuzkontaminationsrisiken entfallen.

F2: Was sind die genauen Integrationsvorteile des „Separated Design“?
A: Durch die Entkopplung des Bildsensors vom Brückencontroller bleibt die Sondenspitze bei einem Durchmesserprofil von 0,9 mm. Die Wärmeableitung von Logikschaltungen erfolgt vollständig auf der hinteren Verarbeitungsplatine (14,0 × 46,0 mm) und verhindert so thermische Schäden an empfindlichen biologischen Geweben oder Umgebungsüberwachungselementen an der Sondenspitze.

F3: Wie geht das Modul mit Umgebungen ohne Licht um?
A: Der OCHTA10 nutzt die von hinten beleuchtete Pixelphysik, die eintreffende Photonen ohne Behinderung durch metallische Leitschichten direkt in die Fotodiode leitet. In Kombination mit einer externen Beleuchtung (z. B. einem Ring aus Mikro-LEDs oder einem in die Sondenhülse integrierten faseroptischen Lichtleiter) sorgt der F2,8-Optikzug für eine klare Strukturdefinition bis zu 1 Lux.

F4: Welchen Grad an Hardwareanpassung kann SincereFirst für dieses Modul unterstützen?
A: Wir bieten Modifikationen auf Komponentenebene für die Volumenintegration an. Dazu gehört die Änderung der Länge des flexiblen Bonddrahts, das Hinzufügen starrer Außenhülsen aus Edelstahl oder biokompatiblem Polymer, die Integration benutzerdefinierter LED-Beleuchtungsanordnungen an der Spitze und die Neuführung der PCB-Geometrie auf der Hostseite, um sie an Ihr spezifisches Hardware-Layout anzupassen.

F5: Ist SincereFirst ein Handelsunternehmen oder ein direkter Hersteller?
A: SincereFirst ist ein direktes High-Tech-Unternehmen für die Herstellung optischer Produkte mit Sitz in Guangdong, China. Wir betreiben 33.350 Quadratmeter Produktionsanlagen, darunter staubfreie automatisierte COB-Produktionswerkstätten der Klassen 10 und 100, die es uns ermöglichen, die direkte technische Verantwortung von den ersten technischen Mustern bis zur Massenproduktion von Millionen Einheiten aufrechtzuerhalten.

Für technische Anfragen, individuelle Treiberwünsche oder den Erhalt von Mustereinheiten zur Evaluierung wenden Sie sich bitte direkt an unser technisches Support-Team.