Πώς ελαχιστοποιείτε το μέγεθος της μονάδας κάμερας;

Εισαγωγή
Σε πολλές σύγχρονες συσκευές –μονάδα κάμερας ιατρικού ενδοσκοπίου , drones, wearables και smartphones– ο χώρος είναι πολυτέλεια. Μια μικρότερη κάμερα επιτρέπει λεπτότερα προϊόντα, λιγότερο επεμβατικά ιατρικά εργαλεία και περισσότερο χώρο για άλλα εξαρτήματα. Αλλά η συρρίκνωση μιας κάμερας χωρίς απώλεια ποιότητας εικόνας δεν είναι εύκολη. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει πρακτικούς τρόπους για να ελαχιστοποιήσετε το μέγεθος της μονάδας κάμερας , είτε σχεδιάζετε μια προσαρμοσμένη μονάδα κάμερας OEM είτε επιλέγετε μια τυπική μονάδα κάμερας USB ή μονάδα κάμερας HD.

Γιατί το μέγεθος έχει σημασία

• Ιατρικά ενδοσκόπια – ένα μικρότερο άκρο μειώνει την ενόχληση του ασθενούς και φτάνει σε στενότερες διόδους.

• Καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη – smartphone, έξυπνα γυαλιά, drones χρειάζονται κάμερες εξαιρετικά συμπαγείς.

• Βιομηχανικά οπίσθια - μικροσκοπικές κάμερες χωρούν σε πιο σφιχτές οπές επιθεώρησης.

Μια μεγάλη κάμερα αναγκάζει σχεδιαστικά συμβιβασμούς. Με το να το κάνετε μικρότερο, αποκτάτε ευελιξία.

1. Επιλέξτε έναν αισθητήρα Small-Form-Factor
Ο αισθητήρας εικόνας είναι το μεγαλύτερο μέρος. Για να το συρρικνώσετε:

• Επιλέξτε ένα μικρότερο καλούπι αισθητήρα (π.χ. 1/9″ αντί για 1/3″). Αυτό μειώνει το μέγεθος των εικονοστοιχείων και την απόδοση χαμηλού φωτισμού – ένα συμβιβασμό.

• Χρησιμοποιήστε συσκευασία σε επίπεδο γκοφρέτας (WLP) – ο αισθητήρας είναι συσκευασμένος χωρίς ογκώδη κεραμική ή πλαστική θήκη.

• Για μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου , το OmniVision OV6948 ενσωματώνει φακό και αισθητήρα σε ένα ενιαίο τσιπ 0,65 mm × 0,65 mm.

2. Χρησιμοποιήστε τη διάταξη Chip-on-Board (COB)
Οι παραδοσιακοί αισθητήρες διατίθενται σε προστατευτική συσκευασία (PLCC, CSP). Το COB τοποθετεί τη γυμνή μήτρα απευθείας στο PCB, αφαιρώντας τη συσκευασία. Οφέλη:

• Χαμηλότερο ύψος – χωρίς πάχος συσκευασίας.

• Μικρότερο αποτύπωμα – χωρίς επιπλέον δυνητικά στοιχεία ή περιθώρια.

• Καλύτερη μεταφορά θερμότητας - πεθαίνουν απευθείας στο σκάφος.

Το COB είναι συνηθισμένο στην παραγωγή μεγάλου όγκου μονάδων κάμερας OEM , ειδικά για μονάδων κάμερας HD . σχέδια

3. Χρησιμοποιήστε φακό πλακέτας αντί για M12
Πολλά σχέδια μονάδας κάμερας USB χρησιμοποιούν φακό M12 (νήμα διαμέτρου 12 mm). Για συμπαγή:

• Επιλέξτε έναν φακό σανίδας (S-mount) – κολλημένο απευθείας στον αισθητήρα ή σε μια μικροσκοπική θήκη. Χωρίς κλωστή, χωρίς δακτύλιο ασφάλισης.

• Οι φακοί σανίδας μπορούν να έχουν διάμετρο έως και 3 mm. Έχουν σταθερή εστίαση, κάτι που είναι καλό για πολλές χρήσεις.

Για μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου , οι φακοί σανίδας είναι η μόνη πρακτική επιλογή – η άκρη πρέπει να είναι μικρότερη από 5 mm.

4. Χρησιμοποιήστε εύκαμπτα PCB
Η πλακέτα που συγκρατεί τον αισθητήρα και τα εξαρτήματα μπορεί να μειωθεί κατά:

• Χρησιμοποιώντας ένα ευέλικτο τυπωμένο κύκλωμα (FPC) αντί για μια άκαμπτη πλακέτα. Το flex μπορεί να διπλωθεί, καθιστώντας την κεφαλή της κάμερας πολύ λεπτή.

• Τοποθέτηση παθητικών εξαρτημάτων στο flex ή ενσωμάτωσή τους στο υπόστρωμα του ίδιου του αισθητήρα.

• Για μια μονάδα κάμερας USB , τοποθετήστε το τσιπ γέφυρας και την υποδοχή USB σε μια μικροσκοπική άκαμπτη πλακέτα που διπλώνει πίσω από τον αισθητήρα.

5. Απλοποιήστε τα
ηλεκτρονικά του Interface Interface προσθέτουν όγκο. Για να συρρικνωθεί:

• Χρησιμοποιήστε απευθείας το MIPI CSI‑2 – χωρίς τσιπ γέφυρας. Ο αισθητήρας εξάγει βίντεο απευθείας στον επεξεργαστή. Αποθηκεύει ένα ολόκληρο IC.

• Εάν χρειάζεται USB, επιλέξτε ένα τσιπ γέφυρας USB σε μια μικροσκοπική συσκευασία WLCSP (π.χ. 3 mm × 3 mm) και συνδυάστε το με τον αισθητήρα σε μία πλακέτα.

• Για μια μονάδα κάμερας HD , η ακατέργαστη έξοδος MIPI είναι πολύ πιο συμπαγής από την USB.

6. Μειώστε τον αριθμό των στοιχείων φακού
Οι φακοί υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν πολλαπλά στοιχεία (5-6 κομμάτια γυαλιού). Κάθε ένα προσθέτει μήκος και διάμετρο. Για να συρρικνωθεί:

• Χρησιμοποιήστε ασφαιρικούς πλαστικούς φακούς – ένας ασφαιρικός μπορεί να αντικαταστήσει δύο σφαιρικούς.

• Αποδεχτείτε ελαφρώς χαμηλότερη ποιότητα εικόνας (π.χ. πιο απαλές γωνίες) εάν η εφαρμογή σας δεν χρειάζεται τέλειες άκρες.

• Για μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου , ένας απλός πλαστικός ασφαιρικός φακός είναι συνηθισμένος - λειτουργεί καλά σε διάμετρο 2 mm.

7. Ενσωματώστε LED στο ίδιο υπόστρωμα
Πολλές μονάδες κάμερας διαθέτουν LED για φωτισμό. Αντί για ξεχωριστή πλακέτα LED:

• Τοποθετήστε τα LED απευθείας στο ίδιο PCB ή λυγίστε με τον αισθητήρα.

• Χρησιμοποιήστε γυμνά καλούπια LED (τσιπ για LED) αντί για συσκευασμένα LED.

• Για μια μονάδα κάμερας USB που χρησιμοποιείται ως borescope, αυτό εξοικονομεί περίπου 1–2 mm σε διάμετρο.

8. Προσαρμόστε το σχήμα (OEM Camera Module)
Οι μονάδες εκτός ραφιού είναι τετράγωνες ή στρογγυλές. Μια μονάδα κάμερας OEM μπορεί να διαμορφωθεί ώστε να ταιριάζει ακριβώς στο περίβλημά σας:

• Κάντε το PCB μη ορθογώνιο – σε σχήμα L, κομμένο ή ημικύκλιο.

• Τοποθετήστε την υποδοχή σε μια ευέλικτη προέκταση που απομακρύνεται από την κεφαλή της κάμερας.

• Για μια μονάδα κάμερας ιατρικού ενδοσκοπίου , ολόκληρο το άκρο είναι συχνά ένας προσαρμοσμένος κύλινδρος με φακό, αισθητήρα και LED μέσα σε ένα λεπτό μεταλλικό σωλήνα.

9. Κατάργηση περιττών δυνατοτήτων
Κάθε επιπλέον δυνατότητα προσθέτει μέγεθος. Ρωτήστε τον εαυτό σας:

• Χρειάζεστε αυτόματη εστίαση; Η σταθερή εστίαση εξοικονομεί τον ενεργοποιητή VCM (1–2 mm).

• Χρειάζεστε αφαιρούμενο φίλτρο IR-cut; Μόνο για ορατό φως, ένα σταθερό φίλτρο είναι μικρότερο.

• Χρειάζεστε ξεχωριστό ISP; Ενσωματώστε τον ISP στον αισθητήρα ή τον κεντρικό επεξεργαστή.

Για μια μονάδα κάμερας HD που χρησιμοποιείται μόνο σε συνθήκες φωτεινότητας, η αφαίρεση του φίλτρου κοπής υπερύθρων και η χρήση απλού φακού μπορεί να μειώσει το μέγεθος κατά 20%.

10. Συνεργαστείτε με έναν έμπειρο κατασκευαστή OEM
Ο σχεδιασμός μιας μικροσκοπικής κάμερας απαιτεί μηχανική, οπτική και ηλεκτρική τεχνογνωσία. Ένας έμπειρος προμηθευτής μονάδας κάμερας OEM όπως η Sincere μπορεί:

• Βελτιστοποιήστε τη διάταξη για ελάχιστο αποτύπωμα.

• Προμηθευτείτε τα μικρότερα εξαρτήματα (αισθητήρες, παθητικά, βύσματα).

• Χρησιμοποιήστε προηγμένη διάταξη (COB, οπτικά σε επίπεδο γκοφρέτας).

Σύνοψη
Για να ελαχιστοποιήσετε το μέγεθος της μονάδας κάμερας , εστιάστε στη συσκευασία του αισθητήρα (COB, επίπεδο γκοφρέτας), στον τύπο φακού (φακός πλακέτας αντί για M12), στη διεπαφή (MIPI μέσω USB) και στην προσαρμοσμένη διαμόρφωση (εύκαμπτα PCB, ακανόνιστες πλακέτες). Για μια μονάδα κάμερας ενδοσκοπίου , κάθε χιλιοστό μετράει – οι φακοί COB και πλακέτας είναι απαραίτητοι. Μια μονάδα κάμερας USB μπορεί να γίνει μικρότερη με ένα μικροσκοπικό τσιπ γέφυρας και ενσωματωμένες λυχνίες LED. Μια μονάδα κάμερας HD επωφελείται από MIPI και ασφαιρικούς πλαστικούς φακούς. Εξισορροπώντας αυτές τις τεχνικές, μπορείτε να επιτύχετε τη μικρότερη δυνατή κάμερα για το έργο σας.

Επικοινωνήστε με την Sincere για να συζητήσετε το μονάδας κάμερας OEM . έργο σμίκρυνσης της