Hogyan működnek az endoszkópos kamerák gyenge fényviszonyok mellett?

Bevezetés
Az endoszkópos kamerák gyakran sötét, szűk helyeken működnek – csövekben, motorhengerekben vagy az emberi testben. A jó teljesítmény gyenge fényviszonyok között elengedhetetlen. Ha a fényképezőgép nem lát jól gyenge körülmények között, a kép zajossá, sötétebbé vagy elmosódottá válik, ami megnehezíti a hibák vagy a szöveti problémák észlelését. Ez a cikk elmagyarázza, hogy az endoszkóp kameramodulok hogyan kezelik a gyenge megvilágítást, mi korlátozza gyenge fényviszonyok melletti képességüket, és hogyan válasszuk ki az HD endoszkóp kameramodult . igényeinek megfelelő

Miért jelent kihívást a gyenge fényviszonyok
A fényes vakut használó okostelefonokkal ellentétben az endoszkópos kameramodulban nagyon kevés hely van a LED-ek számára. A megvilágítás általában néhány apró LED-ből származik az objektív körül. A kamerának nagyon kevés visszavert fénnyel kell működnie. Gyenge megvilágítás mellett két probléma jelenik meg:

• Sötét kép – nem éri el elég foton az érzékelőt.

• Zaj – az érzékelő felerősíti a jelet, amely a véletlenszerű elektronikus zajt is felerősíti, szemcsés képet okozva.

A gyártók számos technikát alkalmaznak javítására gyenge fényviszonyok melletti teljesítmény .

1. Válasszon egy érzékeny CMOS érzékelőt
A legtöbb modern távcső CMOS endoszkóp kameramodult használ . A CMOS érzékelők természetesen érzékenyebbek, mint a régebbi CCD-k azonos teljesítmény mellett. A hátulról megvilágított (BSI) technológia a vezetékeket a pixelek mögé helyezi, így több fény éri az érzékeny területet. A BSI-vel ellátott cmos endoszkóp kameramodul 30–50%-kal érzékenyebb lehet gyenge fényviszonyok mellett , mint egy azonos pixelméretű nem BSI-érzékelő.

A Sony IMX290 például népszerű az orvosi és ipari körökben, mivel a BSI-nek köszönhetően gyenge fényviszonyok között is kiváló teljesítményt nyújt.

2. Növelje a pixelméretet (vagy használjon nagyobb érzékelőt)
A nagyobb képpontok több fényt gyűjtenek. Egy 2,0 µm-es pixel négyszer annyi fotont rögzít, mint egy 1,0 µm-es pixel. Egy adott endoszkóp kameramodulban az érzékelő méretét a csúcs átmérője korlátozza. A nagyon vékony (3 mm alatti) távcsőhöz apró érzékelőket (pl. 1/9') kell használni, kis képpontokkal, így mellett is küzdenek gyenge fényviszonyok . A HD endoszkóp kameramodul (1080p) 1/4' vagy 1/3' érzékelővel nagyobb képpontokkal és sokkal jobb teljesítményt nyújt gyenge fényviszonyok között.

3. Használjon kiváló minőségű optikát
A nagyobb rekesznyílású (kisebb f-számú) objektív több fényt enged az érzékelőhöz. Egy f/2.0 objektív kétszer annyi fényt enged át, mint az f/2.8. A rugalmas endoszkópos kameramodulban gyakran az objektív a korlátozó tényező – kicsinek és olcsónak kell lennie. A csúcskategóriás céltávcsők f/1,8–f/2,4 közötti többelemes üveglencséket használnak a gyenge fényviszonyok javítása érdekében .

4. A LED-megvilágítás optimalizálása
A beépített LED-ek jelentik a fő fényforrást. javítása érdekében : A gyenge megvilágítású képalkotás

• Használjon nagyobb wattonkénti fényteljesítményű LED-eket.

• Helyezze a LED-eket a lehető legközelebb az objektívhez.

• Az érzékelő expozíciójával szinkronizált LED-ek pulzálnak (a globális redőnyérzékelők ezt villódzás nélkül teszik lehetővé).

Egyes rugalmas endoszkópos kameramodulok száloptikai fényvezetőket használnak LED-ek helyett, amelyek külső, nagy intenzitású fényforráshoz csatlakoznak – ez az orvosi laparoszkópokban megszokott.

5. Alkalmazzon digitális zajcsökkentést
Még jó hardver mellett is marad némi zaj. A fényképezőgép ISP-je (képjel-feldolgozó processzor) térbeli és időbeli zajcsökkentést alkalmaz. A térbeli NR kisimítja az aktuális keretet; Az időbeli NR több képkockát átlagol. Mindkettő csökkenti a szemcsézetet, de a finom részleteket is elmoshatja. Egy jó HD endoszkóp kameramodul egyensúlyban tartja a zajcsökkentést és a részletek megőrzését.

6. Alacsonyabb képsebesség az expozíciós idő növeléséhez
Nagyon sötét jeleneteknél a fényképezőgép növelheti az expozíciós időt. Például, ha 30 fps-ről (33 ms képkockánként) 15 fps-re (66 ms képkockánként) csökken, megduplázza az összegyűjtött fény mennyiségét. A kompromisszum a szaggatottabb videó – álló vizsgálathoz elfogadható, de gyors mozgáshoz nem.

Gyenge megvilágítású teljesítmény endoszkóp típus szerint

Gyakorlati tippek a jobb gyenge fényű endoszkópiához

• Adjon hozzá külső világítást – Ha lehetséges, használjon külön fényforrást (száloptikás vagy fényes LED-gyűrű).

• Válasszon BSI érzékelőt – Kérdezze meg, hogy a CMOS endoszkóp kameramodul használ-e BSI technológiát.

• Csökkentse a képkockasebességet – Számos szoftvereszköz lehetővé teszi az fps csökkentését, növelve az expozíciós időt.

• Tisztítsa meg a lencsét – A por vagy nedvesség csökkenti a fényáteresztést.

• Növelje a LED fényerejét – Egyes endoszkópok állítható LED árammal rendelkeznek; állítsa maximumra.

A Sincere gyenge megvilágítású endoszkópos kameramoduljai A Sincere-nél
tervezünk, olyan endoszkópos kameramodulokat amelyek gyenge megvilágításúak , mint fő mérőszám:

• Cmos endoszkóp kameramodul – BSI érzékelők a nagy érzékenység érdekében.

• HD endoszkóp kameramodul – 1080p 1/3 hüvelykes nagy pixel érzékelőkkel.

• Rugalmas endoszkóp kameramodul – Opciók optikai fényvezető portokkal.

Összefoglalás Az
gyenge fényben való teljesítménye endoszkóp kameramodul az érzékelő érzékenységétől (BSI CMOS), a pixelmérettől (érzékelő formátum), az objektív rekeszértékétől, a LED-megvilágítástól és a zajcsökkentéstől függ. A 1/3'-os BSI-érzékelővel ellátott HD endoszkóp kameramodul kiváló eredményeket ad a legtöbb ellenőrzéshez. Nagyon szűk helyeken a rugalmas endoszkóp kameramodul kis érzékelővel gyengébb gyenge fényviszonyok mellett – szükség lehet külső megvilágításra. E tényezők megértése segít kiválasztani a megfelelő cmos endoszkóp kameramodult a sötét, igényes környezetekhez.