Modulo fotocamera per endoscopio USB con messa a fuoco automatica 4K da 12 MP con 8 LED dimmerabili

Panoramica del prodotto

Questo modulo fotocamera per endoscopio USB con messa a fuoco automatica da 12 MP è progettato per apparecchiature di ispezione OEM che necessitano di immagini dettagliate su distanze di lavoro variabili. Il suo sensore CMOS da 1/3,06 pollici fornisce una dimensione massima dell'immagine di 3840 × 3104, mentre il sistema di messa a fuoco automatica copre obiettivi da circa 3,5 cm all'infinito.

Otto LED SMD bianchi circondano l'obiettivo e supportano la luminosità regolabile per cavità scure e superfici riflettenti. Un DSP integrato gestisce l'elaborazione delle immagini e l'interfaccia USB 2.0 UVC semplifica la connessione a un host compatibile. Il modulo è disponibile in una configurazione nuda compatta e in una configurazione più grande con guscio in acciaio per progetti che richiedono protezione meccanica aggiuntiva.

Il modulo può essere valutato per endoscopi industriali, strumenti di manutenzione, sistemi di imaging per la ricerca e sviluppo di apparecchiature mediche o veterinarie. Il produttore dell'apparecchiatura finale rimane responsabile della convalida delle prestazioni dell'immagine, della sigillatura, della sicurezza elettrica, dei materiali, delle procedure di pulizia o sterilizzazione e dei requisiti normativi applicabili.

Vantaggi del prodotto

• Imaging CMOS da 12 MP con un'uscita massima di 3840 × 3104

• Messa a fuoco automatica da circa 3,5 cm all'infinito

• Fino a 30 fps con una configurazione di output compresso supportata

• Campo visivo diagonale di 80,9° per una copertura bilanciata

• Apertura F/2.2 per un'efficienza di illuminazione a distanza ravvicinata

• Otto LED bianchi dimmerabili 4500–5000K

• DSP integrato con controlli immagine AEC, AGC e AWB

• Connessione USB 2.0 UVC per sistemi host compatibili

• Opzioni con modulo nudo e struttura con guscio in acciaio

• Alimentazione a 5 V e connessione snapshot hardware etichettata

Immagini 4K da 12 MP

Risoluzione massima 3840 × 3104

Il sensore CMOS da 1/3,06 pollici utilizza una dimensione pixel di 1,12μm × 1,12μm e fornisce un output fino a 3840 × 3104. Ciò fornisce all'operatore più informazioni sull'immagine per documentare le superfici, confrontare i componenti e rivedere piccole caratteristiche visive rispetto a quelle che un modulo a risoluzione inferiore può fornire con la stessa inquadratura.

La sola risoluzione non determina se un difetto può essere identificato. Le prestazioni dell'obiettivo, la distanza di lavoro, il contrasto della superficie, l'illuminazione, la compressione, il ridimensionamento del display e il movimento influiscono tutti sul risultato visibile. Prima che le specifiche dell'immagine vengano approvate, un campione deve essere testato con il target reale, la distanza di visione richiesta e il software host previsto.

Il modulo utilizza l'elaborazione ADC a 10 bit. L'esposizione automatica, il guadagno automatico e il bilanciamento del bianco automatico aiutano il sistema a rispondere alle variazioni delle condizioni di luminosità e colore, ma la regolazione dell'immagine OEM potrebbe essere comunque necessaria quando i materiali target o l'ambiente di ispezione differiscono sostanzialmente da una scena di test generale.

Frequenza fotogrammi e larghezza di banda USB

Il frame rate massimo elencato è fino a 30 fps a 12 MP quando viene utilizzata una configurazione video compressa supportata. Le prestazioni effettive dipendono dal formato UVC selezionato, dal controller host, dalla larghezza di banda USB, dal decodificatore software e dal computer o processore incorporato.

Se un'applicazione richiede output non compresso, latenza molto bassa o registrazione continua alla massima risoluzione, la risoluzione, la frequenza fotogrammi e il formato richiesti devono essere confermati insieme. Un'etichetta da 12 MP non significa che ogni host possa visualizzare o registrare 3840 × 3104 a 30 fps in ogni formato di output.

Messa a fuoco automatica da 3,5 cm all'infinito

Il meccanismo di messa a fuoco automatica è destinato alle apparecchiature in cui la distanza tra l'obiettivo e il bersaglio cambia durante l'osservazione. Può ridurre la quantità di movimento della sonda in avanti e all'indietro necessario durante l'ispezione di superfici a diverse profondità.

Il campo di messa a fuoco elencato inizia a circa 3,5 cm e si estende all'infinito. Per le ispezioni ravvicinate, la distanza di lavoro preferita dovrebbe essere stabilita in base all'elemento più piccolo che deve rimanere visibile, alla copertura del campo richiesta e all'illuminazione LED disponibile.

Le prestazioni dell'autofocus dovrebbero essere testate sul soggetto reale. Superfici altamente riflettenti, materiali trasparenti, aree a bassa consistenza, liquidi in movimento, vapore o particelle sospese possono rendere meno stabile l'acquisizione della messa a fuoco. A seconda della configurazione OEM, il comportamento della messa a fuoco può essere regolato, limitato o bloccato per un'applicazione con una distanza di lavoro controllata.

FOV 80,9° e ottica F/2,2

L'obiettivo fornisce un campo visivo diagonale di 80,9°. Ciò offre una copertura più ampia rispetto a una lente di ispezione stretta evitando la prospettiva estrema associata a un'ottica molto grandangolare.

L'apertura F/2.2 supporta la raccolta della luce nel sistema ottico compatto. La luminosità dell'immagine dipende ancora dall'emissione del LED, dalla distanza del target, dalla riflettività, dall'esposizione del sensore e dalla finestra protettiva o dalla struttura del guscio in acciaio utilizzata nel dispositivo completato.

Per il confronto dimensionale, la misurazione o l'analisi della visione artificiale, il sistema ottico finale deve essere calibrato. Il campo visivo e il numero di pixel non stabiliscono da soli la precisione della misurazione o le prestazioni di distorsione da bordo a bordo.

Otto LED bianchi dimmerabili

Otto LED SMD bianchi sono disposti attorno alla lente anteriore per illuminare i bersagli vicini nelle cavità buie. La temperatura del colore elencata è 4.500–5.000 K e fornisce una sorgente di luce bianca neutra per l'imaging di ispezioni generali.

La luminosità può essere regolata tramite la configurazione di attenuazione hardware selezionata. Ciò è utile quando si passa da materiali scuri e assorbenti a metallo lucido, superfici bagnate o altri target riflettenti. Riducendo l'emissione del LED è possibile limitare l'abbagliamento e la sovraesposizione a distanza ravvicinata, mentre aumentandola si può migliorare la visibilità quando il bersaglio è più lontano dall'obiettivo.

Il risultato dell'illuminazione deve essere valutato dopo l'installazione della telecamera nella struttura finale della punta distale. Un vetro di copertura, una finestra protettiva, una posizione incassata della lente o un bordo riflettente in acciaio possono modificare il modello di illuminazione. Gli acquirenti che confrontano altri layout di illuminazione possono esaminare la gamma di moduli telecamera per endoscopio LED.

Opzioni modulo nudo e guscio in acciaio

Configurazione nuda Φ12,5 mm

La configurazione nuda compatta è elencata a circa Φ12,5 mm. È destinato ai produttori di apparecchiature che forniranno l'involucro circostante, la struttura di montaggio, il pressacavo e la sigillatura ambientale nel proprio dispositivo.

Il modulo nudo non deve essere esposto direttamente a carichi meccanici, liquidi detergenti o manipolazioni ripetute. L'alloggiamento progettato dal cliente deve supportare il PCB e il gruppo ottico senza trasferire la tensione del cavo o lo stress del montaggio all'obiettivo e al sensore.

Configurazione con guscio in acciaio Φ14,5 mm

La configurazione protetta utilizza un guscio in acciaio di circa Φ14,5 mm. Il disegno di riferimento mostra una struttura cilindrica con una faccia frontale da otto LED, una sezione DSP interna e interfacce meccaniche filettate contrassegnate M14 × 0,5 e M13,7 × 0,5.

L'elenco dei prodotti identifica la configurazione designata con guscio in acciaio come IP67. Questa valutazione deve essere confermata nelle specifiche di progetto approvate e si applica solo alla configurazione testata. L'endoscopio completo, compreso l'ingresso del cavo, i giunti, il connettore, l'impugnatura e qualsiasi struttura di articolazione, richiede la propria convalida della sigillatura.

La lunghezza del modulo elencata è 36,6 mm. Poiché i dettagli meccanici possono variare tra la versione semplice e quella con guscio in acciaio, il disegno dimensionale approvato dovrebbe controllare la progettazione dell'apparecchiatura e l'accettazione della produzione.

DSP e interfaccia pin

Il DSP integrato supporta l'elaborazione delle immagini vicino alla testa della telecamera. Lo schema pin fornito identifica i seguenti collegamenti:

• LED 5V per il circuito di illuminazione

• SNAP per un input di controllo snapshot hardware

• GND per la connessione di terra condivisa

• DP e DM per dati differenziali USB

• 5 V per l'alimentazione del modulo telecamera

Il progettista dell'apparecchiatura deve confermare l'orientamento del connettore, la sequenza dei pin, i requisiti di corrente, la logica di attivazione dell'istantanea e il metodo di messa a terra prima di costruire il prototipo di cablaggio. Applicare l'alimentazione al pin sbagliato o consentire alle correnti del motore e del LED di condividere un percorso di ritorno inadeguato può compromettere la stabilità dell'immagine o danneggiare il modulo.

Il cavo e il connettore richiedono un pressacavo. Evitare piegature ripetute lontano dall'ingresso della testa della telecamera e da qualsiasi terminazione saldata o crimpata.

Integrazione USB 2.0 UVC

Il modulo utilizza un'interfaccia USB 2.0 e supporta il funzionamento UVC con host compatibili. UVC può ridurre il lavoro di sviluppo dei driver perché i sistemi host riconosciuti possono ricevere il flusso video attraverso un'interfaccia di classe video standard.

L'elenco dei prodotti standard indica Windows XP e Windows 7. Altre piattaforme compatibili con UVC, comprese le versioni più recenti di Windows, macOS, Linux e Android, devono essere convalidate con il firmware, il connettore, l'host o il controller OTG e il software applicativo selezionati.

Per un progetto OEM, confermare:

• Risoluzione e frame rate richiesti

• MJPEG o altro formato di output supportato

• Host USB o funzionalità OTG

• Tipo di connettore e lunghezza del cavo

• Comportamento dell'input dello snapshot

• Metodo di controllo dell'attenuazione del LED

• Requisiti di anteprima e registrazione del software

• Potenza disponibile dall'host

Gli sviluppatori di apparecchiature che confrontano le configurazioni digitali possono esaminare la gamma più ampia di moduli fotocamera per endoscopio USB.

Controllo dell'immagine e condizioni operative

Il controllo automatico dell'esposizione regola le impostazioni di integrazione al variare della luminosità della scena. Il controllo automatico del guadagno può aumentare il segnale dell'immagine in condizioni di oscurità, mentre il bilanciamento automatico del bianco compensa le caratteristiche cromatiche dei LED e del target. Queste funzioni supportano la visualizzazione per scopi generali, ma potrebbero richiedere un'ottimizzazione specifica del progetto in cui la coerenza del colore o il livello di rumore sono fondamentali.

Il modulo è progettato per un'alimentazione a 5 V ed è omologato per il funzionamento da 0°C a 50°C. Si tratta dell'intervallo operativo del componente, non della temperatura nominale per la sterilizzazione, la pulizia chimica o una sonda completamente sigillata.

Le prestazioni termiche devono essere controllate con i LED alla luminosità e al ciclo di lavoro previsti. Il modulo nudo si affida all'involucro del cliente per il supporto meccanico e la gestione del calore, mentre il guscio in acciaio modifica il trasferimento di calore e l'esposizione ambientale. Nessuna delle due strutture elimina la necessità di convalidare l'assemblaggio finale.

I progetti che richiedono sonde protette possono confrontare le opzioni del modulo fotocamera per endoscopio impermeabile, ma il grado di protezione deve corrispondere alle effettive condizioni di liquido, pressione, durata e pulizia.

Aree di applicazione

Attrezzatura per periscopio industriale

Il modulo può supportare dispositivi di ispezione utilizzati per motori, cambi, componenti idraulici, cavità lavorate, interni di tubi e assemblaggi che non possono essere osservati direttamente. La messa a fuoco automatica è utile quando cambia la distanza del target, mentre i LED regolabili aiutano a gestire le aree scure e le superfici metalliche riflettenti.

Per ambienti aerospaziali, chimici, petroliferi, umidi o pieni di detriti, la sonda finita deve essere qualificata per la temperatura, le vibrazioni, i fluidi, la pressione e l'abrasione previsti. All'interno della gamma di moduli telecamera per endoscopio industriale sono disponibili configurazioni più specifiche per l'applicazione.

Strumenti per la manutenzione e le infrastrutture

La telecamera può essere integrata in strumenti di manutenzione per passaggi HVAC, sistemi di drenaggio, cavità di pareti, alloggiamenti di apparecchiature e altri spazi ristretti. Il design completo del dispositivo determina la lunghezza di inserimento, l'articolazione, la protezione del cavo e se la telecamera può essere utilizzata in sicurezza in aree umide o contaminate.

Sistemi di ricerca e documentazione

L'output da 12 MP può supportare l'osservazione di laboratorio, la documentazione dei campioni, il confronto dei componenti e altre attività di imaging che traggono vantaggio da fotogrammi fermi dettagliati. La distanza finale tra lente e bersaglio e la geometria dell'illuminazione devono essere stabilite mediante test su campioni.

Sviluppo di attrezzature mediche e veterinarie

Il modulo può essere valutato come componente di imaging per apparecchiature di osservazione medica, odontoiatrica, ORL, dermatologica o veterinaria. Non è un dispositivo medico completo. Il produttore dell'apparecchiatura deve definire l'uso previsto e completare il materiale applicabile, la biocompatibilità, la sicurezza elettrica, la pulizia o la sterilizzazione, la gestione del rischio, le prestazioni cliniche e il lavoro normativo.

Configurazione OEM e approvazione del campione

Le discussioni sulla configurazione OEM possono riguardare:

• Struttura meccanica nuda o con scocca in acciaio

• Requisiti di diametro, lunghezza della confezione e filettatura

• Campo visivo dell'obiettivo e comportamento dell'autofocus

• Messa a fuoco fissa o messa a fuoco limitata per distanze controllate

• Luminosità LED, metodo di controllo e temperatura colore

• Lunghezza del cavo, connettore e pressacavo

• Formato di output USB e combinazione di frame rate

• Ingresso snapshot e integrazione della scheda di controllo

• Esposizione, guadagno, bilanciamento del bianco e regolazione del colore

• Livello di protezione e metodo di sigillatura

• Quantità di campione e volume di produzione previsto

Le modifiche all'ottica, all'illuminazione, al cavo o al firmware possono influire sulla qualità dell'immagine, sulla larghezza di banda, sul calore, sulla potenza, sul prezzo e sui tempi di consegna. Utilizzare il servizio del modulo telecamera per endoscopio personalizzato quando la configurazione standard non corrisponde all'apparecchiatura di destinazione.

Un processo pratico di approvazione del campione comprende:

1. Confermare il diametro disponibile, la lunghezza rigida e le filettature di montaggio.

2. Definire la dimensione del target, la distanza e la copertura del campo.

3. Seleziona la struttura nuda o con scocca in acciaio.

4. Conferma il formato USB, la piattaforma host e il frame rate richiesto.

5. Prova la messa a fuoco automatica sulle superfici reali del bersaglio.

6. Controllare la luminosità, l'abbagliamento e la risposta cromatica dei LED.

7. Verifica lo streaming continuo, il comportamento degli snapshot e la registrazione.

8. Misurare l'aumento della temperatura durante il ciclo di lavoro LED previsto.

9. Test completi di tenuta e ambientali per la sonda finale.

10. Congelare il disegno, il firmware, il cavo e i criteri di ispezione approvati prima della produzione.

Specifiche tecniche

Domande frequenti

USB 2.0 può trasmettere video da 12 MP a 30 fps?

Le prestazioni a 30 fps elencate dipendono dall'utilizzo di una configurazione di output compresso supportata e di un host capace. Confermare insieme la risoluzione, il formato video, il controller USB, il decoder e il software di registrazione durante il test del campione.

Quando la messa a fuoco automatica è più utile della messa a fuoco fissa?

L'autofocus è utile quando cambia la distanza del target o quando l'operatore deve osservare superfici a diverse profondità. Una messa a fuoco fissa o bloccata può essere più ripetibile quando il dispositivo funziona sempre a una distanza di lavoro controllata.

È possibile bloccare la posizione dell'autofocus?

Il controllo della messa a fuoco può essere discusso per una configurazione OEM. A seconda del firmware e dell'hardware selezionati, il comportamento della messa a fuoco può essere limitato o bloccato per ridurre la rimessa a fuoco indesiderata in scene con texture ridotte, riflettenti o piene di particelle.

Come vengono attenuati gli otto LED?

La configurazione standard può utilizzare il controllo della luminosità hardware. Un progetto OEM può valutare un controllo in linea o un altro metodo della scheda di controllo supportato. Confermare l'approccio di controllo richiesto prima che il cablaggio e il firmware vengano approvati.

Qual è la differenza tra le versioni Φ12,5 mm e Φ14,5 mm?

L'opzione Φ12,5 mm è la configurazione nuda compatta destinata all'integrazione nell'armadio del cliente. L'opzione di circa Φ14,5 mm aggiunge un guscio in acciaio e la struttura frontale a otto LED mostrata nel disegno di riferimento.

La classificazione IP67 copre l'endoscopio completo?

No. L'elenco si applica alla configurazione della telecamera con guscio in acciaio designata. Gli ingressi dei cavi, i giunti, i connettori, le maniglie e il resto del dispositivo finito richiedono una progettazione e una convalida della tenuta separate.

Questo modulo può essere utilizzato in apparecchiature mediche?

Può essere valutato come componente di imaging, ma il dispositivo medico completo deve essere sviluppato e convalidato per l'uso previsto. Il produttore del dispositivo è responsabile dei materiali, della biocompatibilità, della sicurezza elettrica, della pulizia o sterilizzazione, della gestione dei rischi, delle prestazioni e della conformità normativa.

La risoluzione 12MP garantisce la visibilità di difetti molto piccoli?

No. La rilevabilità dipende dalla dimensione del difetto, dal contrasto, dalla distanza di lavoro, dalle prestazioni dell'obiettivo, dall'illuminazione, dalla compressione e dalla visualizzazione. L'approvazione dovrebbe basarsi su immagini campione del bersaglio reale piuttosto che sulla sola risoluzione.

Quali informazioni sono necessarie per un preventivo?

Fornire l'applicazione, il diametro disponibile e la lunghezza rigida, la distanza di lavoro target, il campo visivo richiesto, il sistema host, la risoluzione e la frequenza dei fotogrammi, il formato USB, i requisiti di cavi e connettori, il metodo di controllo LED, l'ambiente operativo, i requisiti di protezione, la quantità di campioni e il volume di produzione previsto.