はじめに
医療診断、産業検査、DIY プロジェクトなどで内視鏡カメラを選択する場合、CCD と CMOS という 2 つのセンサー技術が登場します。長年にわたり、CCD は画質のゴールドスタンダードとみなされてきました。しかし現在では、CMOS が内視鏡検査を含むほぼすべてのアプリケーションで主流となっています。では、実際の違いは何で、どちらを選択すべきでしょうか?シンシアでは、行ってきました。 カメラ モジュール センサー ソリューションの設計を 30 年以上 カスタム内視鏡カメラ モジュール設計を含む、 医療および産業顧客向けのこの記事では、その違いと、ほとんどの最新の内視鏡で CMOS が推奨される理由について説明します。
CCDとCMOSとは何ですか?
CCD (Charge‑Coupled Device): 古いテクノロジー。光は電荷を生成し、それがチップ全体で単一のアンプにシフトされます。 CCD は低ノイズと優れた画質で知られていますが、より多くの電力を消費し、より高価です。
CMOS (相補型金属酸化膜半導体): 各ピクセルに独自のアンプを備えた新しいテクノロジー。 CMOS センサーは安価で、消費電力が少なく、はるかに高速に読み出すことができます。
どちらも光を電気信号に変換しますが、その方法は大きく異なります。
内視鏡カメラの主な違い
特徴 |
CCD |
CMOS |
|---|---|---|
消費電力 |
高い |
低 – バッテリー駆動の内視鏡にとって重要 |
読み出し速度 |
遅い |
高速 – 高フレームレートを実現 |
ノイズ |
低（低ISO時） |
優れた最新のセンサーは非常にクリーンです |
料金 |
より高い |
より低い |
統合 |
外部回路が必要 |
オンチップ処理 (ADC、タイミング) |
サイズ |
より大きなモジュール |
非常に小型にできるため、 カメラの USB モジュールに最適です |
グローバルシャッター |
利用可能だが複雑 |
ローリングシャッター共通。グローバルも利用可能 |
CMOS が内視鏡カメラの標準である理由
1. 低消費電力
内視鏡は多くの場合、バッテリー電源で動作します (手持ち式ボアスコープ、USB 内視鏡)。 cmos モジュール カメラは 、CCD よりも消費電力がはるかに少ないため、実行時間が長くなり、熱が少なくなります。これは、熱が組織に損傷を与える可能性がある医療用途にとって重要です。
2. より高速な読み出しとより高いフレームレート
CMOS センサーはより高速に読み出します。これにより、 60fps の内視鏡カメラ モジュール 設計が可能になり、内視鏡が移動するときや、高速で移動する物体を検査するときに、よりスムーズなビデオが得られます。 CCD ベースの内視鏡は通常、30fps 以下に制限されます。
3. サイズの小型化
CMOS は 1 つのチップ上に多くの機能を統合しているため、モジュール全体を小型化できます。これはにとって不可欠です。 カメラ USB モジュール内視鏡 、5.5 mm または 3.9 mm チューブに適合する必要があるCCD モジュールは多くの場合、追加のドライバー回路を必要とし、サイズが大きくなります。
4. 低コスト
特定の解像度では、CMOS の方が製造コストが安くなります。これにより カスタム内視鏡カメラ モジュールプロジェクトがより手頃な価格になります。 、特に消費者および産業用の
5. USB および UVC の互換性
最新の UVC 内視鏡カメラ の設計のほとんどは CMOS センサーを使用しています。 UVC プロトコルは CMOS ベースの USB2.0 内視鏡カメラ モジュールとシームレスに連携し、プラグアンドプレイ操作を実現します。 CCD センサーは、出力が高く、読み出しが遅いため、USB ではほとんど使用されません。
CCD がまだ検討される時期
非常に暗い場所でのアプリケーション: 一部のハイエンド CCD は、非常に暗い場所でのノイズが CMOS よりわずかに低くなります。しかし、最新の裏面照射型 CMOS センサーは、このギャップをほぼ埋めています。
特殊な科学イメージング: 極端なダイナミック レンジまたは特定のスペクトル応答が必要な場合。
医療、産業、自動車、配管などの内視鏡アプリケーションの 99% にとっては、CMOS がより良い選択です。
CMOS内視鏡カメラモジュールの例
USB2.0 内視鏡カメラ: あらゆる PC または Android デバイスで動作する典型的な 1080p CMOS ボアスコープ (UVC、ドライバーは不要)。
60fps 内視鏡カメラ モジュール: 高速 CMOS により、移動機械の検査時にスムーズなビデオを実現します。
カスタム内視鏡カメラ モジュール: レンズ、ケーブル長、LED 照明を選択して CMOS ベースのモジュールを設計します。
適切なセンサーの選び方
必要なフレーム レート: スムーズな動きを実現するには、60fps をサポートする CMOS を選択してください。
電力の制約: バッテリーデバイスの場合、CMOS が唯一の現実的な選択肢です。
サイズ: 小径内視鏡 (5mm 未満) の場合、CMOS はコンパクトなパッケージで提供されます。 CCDはそうではありません。
インターフェイス: UVC を備えた 必要な場合は カメラ USB モジュールが 、CMOS が標準です。
シンシアの CMOS 内視鏡カメラ モジュール シンシア
では、内視鏡用の cmos モジュール カメラ ソリューションを専門としています。私たちは以下を提供します:
カメラ USB モジュール: 720p、1080p、または 4K の UVC 準拠の内視鏡カメラ。
UVC 内視鏡カメラ: 医療および産業検査用のプラグアンドプレイ モジュール。
USB2.0 内視鏡カメラ: 手頃な価格の高性能モデル – 1080p で 30fps、低解像度で 60fps。
60fps 内視鏡カメラモジュール: 動く物体のスムーズなビデオを実現します。
カスタム内視鏡カメラ モジュール: ニーズに合わせてカスタマイズされたレンズ、ケーブル、ハウジング。
当社のすべてのモジュールは高品質 カメラ モジュール センサーを中心に構築されています。 、Sony、OmniVision、またはその他の主要ブランドの
まとめ
CCD 内視鏡カメラと CMOS 内視鏡カメラの主な違いは、出力、速度、サイズ、コストです。 CMOS センサーは、低電力、高速、小型、安価であるため、今日のほぼすべての内視鏡アプリケーションにとって明確な選択肢となっています。標準のいずれが必要な場合でも USB2.0 内視鏡カメラ、高速 60fps 内視鏡カメラ モジュール、または カスタム内視鏡カメラ モジュールの、CMOS は期待されるパフォーマンスと利便性を提供します。
医療、産業、または民生用内視鏡の場合、 UVC サポートを備えた cmos モジュール カメラは、 画質、電力効率、統合の容易さの最適なバランスを提供します。については、シンシアにお問い合わせください カメラ モジュール センサーの要件 。
