Milyen érzékelőket használnak a modern endoszkópos kamerákban?

Bevezetés
Az endoszkóp kameramodul csak annyira jó, mint a benne lévő érzékelő. Az érzékelő a fényt elektronikus jellé alakítja, ami befolyásolja az élességet, a színeket és a teljesítményt gyenge fényviszonyok között. A régebbi endoszkópok CCD-érzékelőket használtak, de a mai tervek szinte teljes mértékben a CMOS kameramodul technológiára támaszkodnak. Ez a cikk a modern endoszkópos kamerák általános érzékelőit vizsgálja – a lehetővé tevő apró chipektől az kisméretű kameramodulok kialakítását nagy felbontású érzékelőiig USB Endoszkóp kameramodul termékek .

Miért a CMOS helyett a CCD
CCD érzékelők voltak egykor szabványok, mert alacsony zajszinttel és jó minőséggel rendelkeztek. Most a CMOS kameramodul érzékelői dominálnak több okból is:

• Kisebb teljesítmény – fontos elemes kézi távcsövek esetén.

• Magasabb integráció – a chipen belüli ADC-k és az időzítés csökkenti a külső alkatrészek számát.

• Gyorsabb kiolvasás – támogatja a magas képkockasebességet és kevesebb elmosódást a mozgásból.

• Kisebb méret – lehetővé teszi a 3 mm-nél kisebb kameramodulok kialakítását.

Általános érzékelőméretek és felbontások

A szenzoros kameramodulnak egyensúlyban kell lennie a pixelszámmal, a pixelmérettel (fényérzékenységgel) és a teljes átmérővel. Az 1/9 hüvelykes, 1,4 µm-es képpontokkal rendelkező érzékelő 1,5 mm-es hegyhez illeszkedik, de gyenge megvilágítás esetén a teljesítmény gyenge. Egy 1/3 hüvelykes 1080p-s érzékelő (pl. Sony IMX290) 2,9 µm-es pixelekkel rendelkezik – nagy érzékenység –, de a hegye 5–6 mm-re nő.

Népszerű szenzorcsaládok

1. Sony IMX sorozat (Starvis / Starvis 2)
A Sony IMX szenzorokat a legszélesebb körben használják a professzionális endoszkópokban. A hátsó megvilágítású (BSI) technológia növeli az alacsony fényérzékenységet – ez kritikus, ha a LED-megvilágítás korlátozott. Általános modellek:

• IMX290 – 2,1 MP (1080p), 1/2,8″, 2,9 µm pixel. Kiváló gyenge fényviszonyok mellett. Laparoszkópokban és boreszkópokban használják.

• IMX307 – 2,1 MP, 1/2,8″, hasonló az IMX290-hez, különböző kimeneti lehetőségekkel. Népszerű az USB Endoscope kameramodul termékekben.

• IMX415 – 8 MP (4K), 1/2,8″, 1,45 µm pixel. Csúcskategóriás 4K endoszkópokban használják.

2. OmniVision orvosi érzékelők
Az OmniVision nagyon kicsi érzékelőket gyárt eldobható és mikroendoszkópiához. Az OV6948 egy komplett kis kameramodul – egy 0,65 mm × 0,65 mm-es chip integrált lencsével, amely alkalmas erekre és könnycsatornákra. Egyéb modellek:

• OV9732 – 1/9″, 720p, ultravékony távcsőhöz.

• OV2740 – 1080p, néhány újrafelhasználható endoszkópban használatos.

3. Egyéb gyártók (ST, ON Semi, GalaxyCore)
Ritkábban, de olcsóbb vagy speciális szkópokban találhatók. Például az ST VD56G3 globális redőnyét ipari boroszkópokban használják, ahol el kell távolítani a mozgás miatti elmosódást.

Az endoszkópia legfontosabb érzékelői

• Globális redőny vs. redőny – A redőnyök gyakoriak (jobb gyenge fényviszonyok mellett alacsonyabb költség). Gyors mozgáshoz a globális redőnyöt részesítjük előnyben.

• Magas dinamikatartomány (HDR) – Nélkülözhetetlen a fényes tükröződéseket és sötét árnyékokat tartalmazó jelenetekhez. Sok Sony IMX érzékelő lépcsőzetes HDR-rel rendelkezik.

• Alacsony sötétáram – Csökkenti a zajt hosszú expozíciók során.

• Hátulról megvilágított (BSI) – Szinte minden modern endoszkóp érzékelő BSI-t használ a jobb fényrögzítés érdekében.

Hogyan illeszkednek az érzékelők egy kis kameramodulba
Az érzékelő csomagolása befolyásolja a méretet:

• CSP (Chip Scale Package) – Érzékelő kis műanyag vagy kerámia csomagolásban forrasztógolyókkal. Könnyen összeszerelhető, de növeli a vastagságot.

• COB (Chip on Board) – Csupasz matrica közvetlenül a PCB-re ragasztva és huzalkötéssel. Csomag nélkül – a legvékonyabb kis kameramodul . A COB előnyben részesítendő az 5 mm alatti endoszkópokhoz.

USB endoszkópos kameramodul – érzékelőválasztási lehetőségek
Az USB Endoszkóp kameramodul számítógéphez vagy okostelefonhoz csatlakozik. A legtöbben 1080p (2 MP) érzékelőket használnak, mint például a Sony IMX307 vagy az OmniVision OV2710. Ezeket azért választották, mert:

• Jól működnek UVC (USB Video Class) hidakkal.

• A teljesítmény gyenge fényviszonyok mellett is elfogadható általános ellenőrzéshez.

• Költséghatékonyak.

Csúcskategóriás USB endoszkópokhoz 4K érzékelő, például az IMX415 is használható, de ehhez USB 3.0 és egy drágább bridge chip szükséges.

Kompromisszumok: Kicsi vs. Képes
Egy kis kameramodul (3 mm alatti csúcs) nem fér el egy 1/3″-os érzékelőhöz. A tervezőknek el kell fogadniuk az alacsonyabb felbontást (720p vagy VGA) és a rosszabb gyenge fényérzékenységet. Cserébe nagyon szűk helyekhez jutnak hozzá – például egy véredényhez vagy egy apró üzemanyag-befecskendezőhöz.

A Sincere endoszkópos kameramoduljai A Sincere-nél
kínálunk endoszkóp kamera modulokat számos érzékelő opcióval:

• Kis kameramodul – 1,5 mm-es átmérőig, OV6948 vagy nagyobb érzékelőkkel a nagyobb csúcsokhoz.

• CMOS kameramodul – Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732 és mások.

• Érzékelő kamera modul – egyedi érzékelő kiválasztása és csomagolása (CSP vagy COB).

• USB Endoszkóp kameramodul – 1080p és 4K modellek, UVC-kompatibilis.

Összefoglalás
A modern endoszkópos kamerák CMOS kameramodul érzékelőket használnak. szinte kizárólag A népszerű családok a Sony IMX (nagyszerű gyenge fényviszonyok mellett) és az OmniVision (ultra-kicsi). Az érzékelő mérete – 1/9” és 1/3” között – meghatározza a csúcs átmérőjét és a képminőséget. érzékenységet . A 1/9 hüvelykes érzékelővel ellátott kis kameramodul kis helyekre is elfér, de feláldozza a részleteket és az Az USB Endoscope kameramodul általában 1/2,8 hüvelykes 1080p érzékelőt használ a teljesítmény és a költség megfelelő egyensúlya érdekében. Az érzékelő kameramodul opcióinak megismerése segít kiválasztani az orvosi vagy ipari igényeinek megfelelő hatótávolságot.

Lépjen kapcsolatba a Sincere-rel, hogy megbeszélje az endoszkóp kameramodul érzékelővel kapcsolatos követelményeit.