באילו חיישנים משתמשים במצלמות אנדוסקופ מודרניות?

מבוא
מודול מצלמת אנדוסקופ טוב רק כמו החיישן שבתוכו. החיישן הופך אור לאות אלקטרוני, המשפיע על החדות, הצבע והביצועים בתאורה נמוכה. אנדוסקופים ישנים יותר השתמשו בחיישני CCD, אך העיצובים של היום מסתמכים כמעט לחלוטין על טכנולוגיית CMOS Camera Module . מאמר זה בוחן את החיישנים הנפוצים במצלמות אנדוסקופ מודרניות - מהשבבים הזעירים המאפשרים עיצובים של מודול מצלמה קטן ועד לחיישנים ברזולוציה גבוהה במוצרי מודול מצלמות אנדוסקופ USB .

מדוע
חיישני CCD שהוחלפו ב-CMOS היו פעם הסטנדרט מכיוון שהיה להם רעש נמוך ואיכות טובה. כעת, חיישני מודול מצלמה CMOS שולטים מכמה סיבות:

• צריכת חשמל נמוכה יותר - חשובה עבור מכשירי כף יד המופעלים על ידי סוללה.

• אינטגרציה גבוהה יותר - ADCs על-שבב ותזמון מפחיתים חלקים חיצוניים.

• קריאה מהירה יותר - תומך בקצבי פריימים גבוהים ופחות טשטוש תנועה.

• גודל קטן יותר - מאפשר עיצובים של מודול מצלמה קטן מתחת ל-3 מ'מ.

גדלים ורזולוציות חיישנים נפוצים

מודול מצלמת חיישן חייב לאזן בין ספירת הפיקסלים, גודל הפיקסלים (רגישות לאור) והקוטר הכללי. חיישן בגודל 1/9 אינץ' עם פיקסלים של 1.4 מיקרומטר מתאים לקצה של 1.5 מ'מ, אבל הביצועים בתאורה נמוכה הם גרועים. לחיישן 1/3 אינץ' 1080p (למשל, Sony IMX290) יש 2.9 מיקרומטר פיקסלים - רגישות גדולה - אבל הקצה גדל ל-5-6 מ'מ.

משפחות חיישנים פופולריות

1. סדרת Sony IMX (Starvis / Starvis 2)
חיישני IMX של Sony הם הנפוצים ביותר באנדוסקופים מקצועיים. טכנולוגיית תאורה אחורית (BSI) מגבירה את הרגישות לאור נמוך - קריטית כאשר תאורת LED מוגבלת. דגמים נפוצים:

• IMX290 - 2.1 מגה פיקסל (1080p), 1/2.8 אינץ', 2.9 מיקרומטר פיקסלים. תאורה נמוכה מעולה. משמש בלפרוסקופים ובבורסקופים.

• IMX307 - 2.1 מגה פיקסל, 1/2.8 אינץ', בדומה ל-IMX290 עם אפשרויות פלט שונות. פופולרי במוצרי מודול מצלמות USB אנדוסקופ .

• IMX415 - 8 מגה פיקסל (4K), 1/2.8 אינץ', 1.45 מיקרומטר פיקסלים. משמש באנדוסקופים 4K מתקדמים.

2. חיישנים רפואיים של OmniVision
OmniVision מייצרת חיישנים קטנים מאוד עבור חד פעמי ומיקרו-אנדוסקופיה. ה-OV6948 הוא מודול מצלמה קטן שלם - שבב 0.65 מ'מ × 0.65 מ'מ עם עדשה משולבת, מתאים לכלי דם ודרכי דמעות. דגמים נוספים:

• OV9732 - 1/9 אינץ', 720p, עבור היקפים דקים במיוחד.

• OV2740 - 1080p, בשימוש בכמה אנדוסקופים לשימוש חוזר.

3. יצרנים אחרים (ST, ON Semi, GalaxyCore)
פחות נפוצים אך נמצאים בהיקפים בעלות נמוכה יותר או מיוחדים. לדוגמה, התריס הגלובלי VD56G3 של ST משמש בבורסקופים תעשייתיים שבהם יש להסיר טשטוש תנועה.

תכונות חיישן עיקריות עבור אנדוסקופיה

• תריס גלובלי לעומת תריס גלילה - תריס גלילה נפוץ (עדיף אור נמוך, עלות נמוכה יותר). עבור תנועה מהירה, עדיף תריס גלובלי.

• טווח דינמי גבוה (HDR) - חיוני לסצנות עם השתקפויות בהירות וצללים כהים. חיישני IMX רבים של Sony יש HDR מדורגים.

• זרם כהה נמוך - מפחית רעש במהלך חשיפות ארוכות.

• מואר אחורי (BSI) - כמעט כל חיישני האנדוסקופ המודרניים משתמשים ב-BSI ללכידת אור טובה יותר.

כיצד חיישנים מתאימים למודול מצלמה קטן
אריזת חיישן משפיעה על הגודל:

• CSP (Chip Scale Package) – חיישן באריזת פלסטיק או קרמיקה קטנה עם כדורי הלחמה. קל להרכבה אך מוסיף עובי.

• COB (Chip on Board) - תבנית חשופה מודבקת ישירות ל-PCB ומחוברת חוט. ללא חבילה - מודול המצלמה הקטן והדק ביותר . COB עדיף עבור אנדוסקופים מתחת ל-5 מ'מ.

מודול מצלמת אנדוסקופ USB - אפשרויות חיישן
מודול מצלמת אנדוסקופ USB מתחבר למחשב או לסמארטפון. רובם משתמשים בחיישני 1080p (2 MP) כמו Sony IMX307 או OmniVision OV2710. אלה נבחרים בגלל:

• הם עובדים היטב עם גשרי UVC (USB Video Class).

• ביצועים בתאורה נמוכה מקובלים לבדיקה כללית.

• הם חסכוניים.

עבור אנדוסקופים USB מתקדמים, ניתן להשתמש בחיישן 4K כמו IMX415, אבל זה דורש USB 3.0 ושבב גשר יקר יותר.

פשרות: קטן לעומת מסוגל
מודול מצלמה קטן (קצה מתחת ל-3 מ'מ) אינו יכול להתאים לחיישן 1/3 אינץ'. מעצבים חייבים לקבל רזולוציה נמוכה יותר (720p או VGA) ורגישות גרועה יותר לאור נמוך. בתמורה, הם מקבלים גישה לחללים צרים מאוד - כמו כלי דם או מזרק דלק זעיר.

מודולי מצלמת האנדוסקופ של Sincere
ב-Sincre, אנו מציעים עיצובים של מודול מצלמות אנדוסקופ עם אפשרויות רבות של חיישנים:

• מודול מצלמה קטן - עד לקוטר 1.5 מ'מ באמצעות חיישני OV6948 או יותר עבור טיפים גדולים יותר.

• מודול מצלמה CMOS - Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732, ואחרים.

• מודול מצלמת חיישן - בחירת חיישן ואריזה בהתאמה אישית (CSP או COB).

• מודול מצלמת USB אנדוסקופ - דגמי 1080p ו-4K, תואם UVC.

סיכום
מצלמות אנדוסקופ מודרניות משתמשות בחיישני CMOS Camera Module כמעט אך ורק. המשפחות הפופולריות הן Sony IMX (באור נמוך נהדר) ו-OmniVision (קטנה במיוחד). גודל החיישן - מ-1/9 אינץ' עד 1/3 אינץ' - קובע את קוטר הקצה ואיכות התמונה. מודול מצלמה קטן עם חיישן בגודל 1/9 אינץ' מתאים לחללים זעירים אך מקריב פרטים ורגישות. מודול מצלמת USB אנדוסקופ משתמש בדרך כלל בחיישן 1/2.8 אינץ' 1080p לאיזון טוב בין ביצועים ועלות. הבנת אפשרויות מודול מצלמת החיישן עוזרת לך לבחור את ההיקף המתאים לצרכים הרפואיים או התעשייתיים שלך.

צור קשר עם Sincere כדי לדון בדרישות חיישני מודול מצלמת האנדוסקופ שלך .