Mitä antureita käytetään nykyaikaisissa endoskooppikameroissa?

Johdanto
Endoskooppikameramoduuli on vain niin hyvä kuin sen sisällä oleva anturi. Anturi muuttaa valon elektroniseksi signaaliksi, mikä vaikuttaa terävyyteen, väriin ja suorituskykyyn heikossa valaistuksessa. Vanhemmissa endoskoopeissa käytettiin CCD-antureita, mutta nykyiset mallit perustuvat lähes kokonaan CMOS-kameramoduulitekniikkaan . Tässä artikkelissa tarkastellaan nykyaikaisten endoskooppikameroiden yleisiä antureita – pienistä siruista, jotka mahdollistavat pienten kameramoduulien suunnittelun, korkearesoluutioisiin sensoreihin USB Endoscope -kameramoduulituotteiden .

Miksi CMOS-korvatut CCD
-kennon anturit olivat aikoinaan standardi, koska niissä oli alhainen kohina ja hyvä laatu. Nyt CMOS-kameramoduulin anturit hallitsevat useista syistä:

• Pienempi teho – tärkeä akkukäyttöisille kädessä pidettäville tähtäimille.

• Parempi integraatio – sirussa olevat ADC:t ja ajoitus vähentävät ulkoisia osia.

• Nopeampi lukema – tukee suuria kuvanopeuksia ja vähemmän liikkeen epäterävyyttä.

• Pienempi koko – mahdollistaa pienet, kameramoduulit . alle 3 mm:n

Yleiset anturikoot ja resoluutiot

Anturikameramoduulin on tasapainotettava pikselimäärä, pikselikoko (valoherkkyys) ja kokonaishalkaisija. 1/9 tuuman anturi 1,4 µm:n pikseleillä sopii 1,5 mm:n kärkeen, mutta suorituskyky heikossa valaistuksessa on heikko. 1/3 tuuman 1080p-sensorissa (esim. Sony IMX290) on 2,9 µm pikseliä – suuri herkkyys – mutta kärki kasvaa 5–6 mm:iin.

Suositut anturiperheet

1. Sony IMX -sarja (Starvis / Starvis 2)
Sony IMX -anturit ovat yleisimmin käytettyjä ammattiendoskooppeja. Back-illuminated (BSI) -tekniikka parantaa herkkyyttä heikossa valossa – kriittistä, kun LED-valaistus on rajoitettua. Yleiset mallit:

• IMX290 – 2,1 MP (1080p), 1/2,8″, 2,9 µm pikseliä. Erinomainen hämärässä. Käytetään laparoskoopeissa ja boreskoopeissa.

• IMX307 – 2,1 MP, 1/2,8″, samanlainen kuin IMX290 eri lähtövaihtoehdoilla. Suosittu USB Endoscope -kameramoduulituotteissa .

• IMX415 – 8 MP (4K), 1/2,8″, 1,45 µm pikseliä. Käytetään huippuluokan 4K-endoskoopeissa.

2. OmniVision Medical -anturit
OmniVision valmistaa erittäin pieniä antureita kertakäyttöisiä ja mikroendoskopiaa varten. OV6948 on täydellinen pieni kameramoduuli – 0,65 mm × 0,65 mm:n siru integroidulla linssillä, joka sopii verisuonille ja kyynelkanaville. Muut mallit:

• OV9732 – 1/9″, 720p, erittäin ohuille kiikaritähtäimille.

• OV2740 – 1080p, käytetään joissakin uudelleenkäytettävissä endoskoopeissa.

3. Muut valmistajat (ST, ON Semi, GalaxyCore)
Harvemmin yleisiä, mutta niitä löytyy halvemmista tai erikoistuneista laitteista. Esimerkiksi ST:n VD56G3 globaalia suljinta käytetään teollisuusboreskoopeissa, joissa liikeepäterävyyttä on poistettava.

Endoskopian tärkeimmät anturin ominaisuudet

• Globaali suljin vs. rullakaihdin – Rullakaihtimet ovat yleisiä (parempi hämärässä, edullisemmin). Nopeaa liikettä varten globaali suljin on parempi.

• Suuri dynaaminen alue (HDR) – Välttämätön kohtauksille, joissa on kirkkaita heijastuksia ja tummia varjoja. Monissa Sony IMX -antureissa on porrastettu HDR.

• Alhainen tumma virta – Vähentää kohinaa pitkien valotusten aikana.

• Taustavalaistu (BSI) – Lähes kaikki nykyaikaiset endoskooppianturit käyttävät BSI:tä valon sieppaamiseen paremmin.

Kuinka anturit sopivat pieneen kameramoduuliin
Anturin pakkaus vaikuttaa kokoon:

• CSP (Chip Scale Package) – Anturi pienessä muovi- tai keraamisessa pakkauksessa juotepalloilla. Helppo koota, mutta lisää paksuutta.

• COB (Chip on Board) – Paljas muotti liimattu suoraan piirilevyyn ja lankaliitos. Ei pakettia – ohuin pieni kameramoduuli . COB on edullinen alle 5 mm:n endoskoopeille.

USB Endoscope Camera Module – anturivalinnat
USB Endoscope -kameramoduuli liitetään tietokoneeseen tai älypuhelimeen. Useimmat käyttävät 1080p (2 MP) antureita, kuten Sony IMX307 tai OmniVision OV2710. Nämä on valittu, koska:

• Ne toimivat hyvin UVC (USB Video Class) -siltojen kanssa.

• Suorituskyky hämärässä on hyväksyttävä yleistarkastukseen.

• Ne ovat kustannustehokkaita.

Huippuluokan USB-endoskoopeissa voidaan käyttää 4K-anturia, kuten IMX415:tä, mutta se vaatii USB 3.0:n ja kalliimman siltapiirin.

Kompromissit: Pieni vs. kyvykäs
Pieni kameramoduuli (kärki alle 3 mm) ei sovi 1/3 tuuman anturiin. Suunnittelijoiden on hyväksyttävä pienempi resoluutio (720p tai VGA) ja huonompi herkkyys hämärässä. Vastineeksi he pääsevät hyvin ahtaisiin tiloihin – kuten verisuoniin tai pieneen polttoainesuuttimeen.

Sinceren endoskooppikameramoduulit
Sincere tarjoaa endoskooppikameramoduulimalleja, joissa on monia anturivaihtoehtoja:

• Pieni kameramoduuli – halkaisijaltaan jopa 1,5 mm käyttämällä OV6948-antureita tai suurempia antureita isompiin kärkiin.

• CMOS-kameramoduuli – Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732 ja muut.

• Sensorikameramoduuli – mukautettu anturin valinta ja pakkaus (CSP tai COB).

• USB Endoscope -kameramoduuli – 1080p- ja 4K-mallit, UVC-yhteensopiva.

Yhteenveto
Nykyaikaisissa endoskooppikameroissa käytetään CMOS-kameramoduulin antureita. lähes yksinomaan Suosittuja perheitä ovat Sony IMX (hyvä hämärässä) ja OmniVision (ultra-small). Anturin koko – 1/9″ - 1/3″ – määrittää kärjen halkaisijan ja kuvanlaadun. Pieni kameramoduuli, jossa on 1/9 tuuman anturi, sopii pieniin tiloihin, mutta uhraa yksityiskohtia ja herkkyyttä. USB Endoscope -kameramoduuli käyttää tyypillisesti 1/2,8 tuuman 1080p-anturia suorituskyvyn ja kustannusten hyvän tasapainon saavuttamiseksi. ymmärtäminen Anturikameramoduulivaihtoehtojen auttaa sinua valitsemaan oikean laajuuden lääketieteellisiin tai teollisiin tarpeisiisi.

Ota yhteyttä Sincereen keskustellaksesi endoskooppikameramoduulin anturivaatimuksista.