Mikä on endoskooppikameramoduuli ja miten se toimii?

Endoskooppikameramoduuli on miniatyyri kuvantamislaite, joka on suunniteltu sopimaan ahtaisiin tiloihin ja ottamaan videoita tai still-kuvia sisäonteloista, putkista tai ihmiskehosta. Toisin kuin tavallinen verkkokamera, endoskooppikameramoduuli on erittäin pieni – usein vain 1–8 millimetriä halkaisijaltaan – ja se on tyypillisesti kiinnitetty joustavaan tai jäykkään kaapeliin. Nämä moduulit ovat lääketieteellisten endoskooppien, teollisuusboreskooppien ja tee-se-itse-tarkastuskameroiden ydinkomponentteja.

Mikä on endoskooppikameramoduulin sisällä?

Tyypillinen endoskooppikameramoduuli sisältää viisi avainosaa:

1. Kuvasensori – Yleensä CMOS-endoskooppikameramoduuli, joka muuntaa valon sähkösignaaliksi. CMOS-anturit ovat suositeltavia, koska ne kuluttavat vähän virtaa ja niistä voidaan tehdä hyvin pieniä.

2. Linssi – Pieni lasi- tai muovilinssi, joka kohdistaa valon tunnistimeen. Miniendoskooppikameramoduulissa linssin halkaisija voi olla vain 1–2 mm.

3. Valaistus-LEDit – Yksi tai useampi valkoinen LED (tai infrapuna yönäköä varten), jotka valaisevat kameran edessä olevan pimeän alueen.

4. Kaapeli ja liitin – Kaapeli kuljettaa virta- ja videosignaaleja. Liitin voi olla USB-liitin, mukautettu ZIF-liitin tai koaksiaalikaapelin pää.

5. Kotelo – Metalli- tai muoviputki, joka pitää kaikki osat yhdessä ja tarjoaa usein vedenpitävän tiivistyksen (IP67/IP68).

Miten se toimii?

Periaate on selkeä:

• LEDit valaisevat kohdealueen.

• Valo heijastuu kohteesta ja menee linssiin.

• Linssi kohdistaa valon CMOS-endoskoopin kameramoduulin tunnistimeen.

• Anturi muuntaa valon sähköisiksi signaaleiksi (raaka Bayer- tai YUV-data).

• Jos moduulissa on sisäänrakennettu kuvaprosessori (ISP), se muuntaa raakatiedot videomuotoon.

• Videovirta lähetetään kaapelin kautta näytölle, tietokoneelle tai kädessä pidettävälle näytölle.

USB-kameramoduulissa, joka käyttää UVC-standardia (USB Video Class), moduuli sisältää myös pienen USB-siltasirun. Kun liität sen tietokoneeseen, käyttöjärjestelmä tunnistaa sen tavalliseksi web-kameraksi – ohjainta ei tarvita. Tällainen UVC-kameramoduuli toimii välittömästi minkä tahansa USB-videota tukevan ohjelmiston kanssa.

Endoskooppikameramoduulien tyypit

1. Miniendoskooppikameramoduuli – Halkaisija alle 4 mm, käytetään usein lääketieteellisessä mikroendoskopiassa tai erittäin kapeissa teollisuusboreskoopeissa. Näillä moduuleilla on tyypillisesti pienempi resoluutio (VGA tai 720p), koska pieni anturi ei pysty pakkaamaan montaa pikseliä.

2. USB-kameramoduuli (UVC) – Yleisin kuluttajatyyppi. Siinä on sisäänrakennettu USB-silta ja se näkyy videolaitteena. Liitä se kannettavaan tietokoneeseen ja näet live-videon sekunneissa. Näitä käytetään laajalti autotarkastuksissa, putkitöissä ja tee-se-itse-projekteissa.

3. OEM-kameramoduuli – räätälöity tiettyä tuotetta varten. OEM-kameramoduulin avulla voit valita tarkan anturin, linssin, kaapelin pituuden ja kotelon muodon. Lääketieteellisten laitteiden valmistajat käyttävät usein OEM-kameramoduuleja integroidakseen endoskooppijärjestelmiinsä.

4. Korkearesoluutioiset moduulit – Jotkut endoskooppikamerat tarjoavat 1080p- tai jopa 4K-resoluutiota. Nämä vaativat nopeamman liitännän (USB 3.0 tai MIPI) ja enemmän prosessointitehoa.

Ymmärrettävät keskeiset tiedot

• Moduulikameran anturi – Anturi määrittää resoluution ja suorituskyvyn heikossa valaistuksessa. Yleisimmät anturit ovat Sony (IMX-sarja) ja OmniVision (OV-sarja).

• Cmos-endoskooppikameramoduuli – Lähes kaikki nykyaikaiset endoskoopit käyttävät CMOS-antureita, koska ne ovat edullisia, vähätehoisia ja helposti integroitavia.

• UVC-kameramoduuli – UVC-yhteensopiva moduuli toimii Windowsissa, macOS:ssä, Linuxissa ja Androidissa ilman ylimääräisiä ohjaimia. Tämä on merkittävä etu loppukäyttäjille.

Miten endoskooppikameramoduulit eroavat tavallisista verkkokameroista

Esimerkki: Yksinkertainen UVC-endoskooppikameramoduuli

Harkitse halkaisijaltaan 5,5 mm:n endoskooppia, jossa on 1 metrin joustava kaapeli. Kärjen sisällä CMOS-endoskooppikameramoduuli, jossa on 1080p-anturi, tallentaa videota. USB-siltasiru muuntaa videon MJPEG-muotoon ja lähettää sen USB 2.0:n kautta. Kun liität sen tietokoneeseen, järjestelmä lataa yleisen UVC-ohjaimen. Avaat minkä tahansa verkkokamerasovelluksen ja näet live-kuvan. Painamalla kameran kahvassa olevaa painiketta voit ottaa still-kuvan tai vaihtaa LED-kirkkautta. Tämä on klassinen edullinen tarkastusendoskooppi, joka löytyy verkosta.

Miksi valita OEM-endoskooppikameramoduuli?

Jos kehität lääketieteellistä laitetta tai ammattikäyttöön tarkoitettua teollisuustyökalua, valmiit USB-endoskoopit eivät sovellu. Tarvitset OEM-kameramoduulin, joka integroituu saumattomasti tuotteeseesi. Edut sisältävät:

• Mukautettu muoto – Kameran kärki sopii asennusputkeen.

• Tietty anturi – Valitse moduulikameraanturi, jolla on oikea resoluutio, herkkyys ja suljintyyppi (globaali liikkuville kohteille).

• Pitkäaikainen toimitus – Valmistaja takaa tuotannon vuosia.

• Lääketieteelliset todistukset – Moduuli voidaan rakentaa bioyhteensopivista materiaaleista ja validoida sterilointia varten.

Yhteenveto

Endoskooppikameramoduuli on pieni, itsenäinen kamera, joka on suunniteltu näkemään paikkoihin, joihin silmäsi eivät ulotu. Se koostuu CMOS-endoskooppikameramoduulista, pienoisobjektiivista, LEDeistä ja kaapelista. Kuluttajille kätevin tyyppi on UVC-kameramoduuli, joka liitetään mihin tahansa tietokoneeseen tavallisena USB-kameramoduulina. Ammattikäyttöön soveltuva mukautettu OEM-kameramoduuli tarjoaa tarkat tekniset tiedot, joita tarvitaan lääketieteellisissä tai teollisissa tarkastuksissa. Keskeisten komponenttien – erityisesti moduulikameran anturin ja liitännän (USB tai mukautettu) – ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan tehtävääsi varten oikean endoskoopin.

Jos tarvitset mukautetun endoskooppikameramoduulin – olipa kyseessä miniendoskooppikameramoduuli puettavalle laitteelle tai korkearesoluutioinen USB-kameramoduuli tarkastusta varten – ota yhteyttä Sincereen. Olemme kokenut OEM-kameramoduulien valmistaja yli 30 vuoden kokemuksella.