소개
내시경 카메라는 파이프 내부, 엔진 실린더 또는 인체 등 어둡고 좁은 공간에서 작동하는 경우가 많습니다. 좋은 저조도 성능이 필수적입니다. 카메라가 어두운 조건에서 잘 볼 수 없으면 이미지에 노이즈가 생기거나 어둡거나 흐릿해져 결함이나 조직 문제를 발견하기가 어렵습니다. 이 기사에서는 내시경 카메라 모듈 설계가 열악한 조명을 처리하는 방법, 저조도 기능을 제한하는 요소, HD 내시경 카메라 모듈을 선택하는 방법에 대해 설명합니다. 필요에 맞는 올바른
저조도가 어려운 이유
밝은 플래시를 사용할 수 있는 스마트폰과 달리 내시경 카메라 모듈은 LED를 위한 공간이 거의 없습니다. 조명은 일반적으로 렌즈 주변의 몇 개의 작은 LED에서 나옵니다. 카메라는 반사광이 거의 없는 상태에서 작동해야 합니다. 저조도에서는 두 가지 문제가 나타납니다.
어두운 이미지 – 센서에 도달하는 광자가 충분하지 않습니다.
소음 – 센서는 신호를 증폭하며, 이는 무작위 전자 소음도 증폭하여 거친 이미지를 생성합니다.
제조업체는 개선하기 위해 여러 기술을 사용합니다 저조도 성능을 .
1. 민감한 CMOS 센서를 선택하십시오.
대부분의 최신 스코프는 CMOS 내시경 카메라 모듈을 사용합니다 . CMOS 센서는 동일한 전력에서 기존 CCD보다 자연적으로 더 민감합니다. 후면 조명(BSI) 기술은 배선을 픽셀 뒤에 배치하여 더 많은 빛이 민감한 영역에 닿을 수 있도록 합니다. BSI가 탑재된 CMOS 내시경 카메라 모듈은 에서 30~50% 더 민감할 수 있습니다 . 저조도 동일한 픽셀 크기의 BSI가 아닌 센서보다
예를 들어, Sony IMX290은 BSI 덕분에 뛰어난 저조도 성능으로 인해 의료 및 산업용 조준경에서 널리 사용됩니다.
2. 픽셀 크기를 늘리십시오(또는 더 큰 센서 사용).
픽셀이 클수록 더 많은 빛을 수집합니다. 2.0 µm 픽셀은 1.0 µm 픽셀보다 4배 많은 광자를 캡처합니다. 특정 내시경 카메라 모듈 에서 센서 크기는 팁 직경에 의해 제한됩니다. 매우 얇은 스코프(3mm 미만)는 픽셀이 작은 작은 센서(예: 1/9인치)를 사용해야 하므로 조명이 약한 곳에서는 어려움을 겪습니다 . 1/4인치 또는 1/3인치 센서가 장착된 HD 내시경 카메라 모듈 (1080p)은 더 큰 픽셀과 훨씬 더 나은 저조도 성능을 제공합니다.
3. 고품질 광학 장치 사용
조리개가 더 큰(더 작은 f값) 렌즈를 사용하면 센서에 더 많은 빛이 도달할 수 있습니다. f/2.0 렌즈는 f/2.8보다 두 배 더 많은 빛을 투과시킵니다. 에서 유연한 내시경 카메라 모듈 렌즈는 크기가 작고 저렴해야 하는 제한 요소인 경우가 많습니다. 고급 스코프는 f/1.8 ~ f/2.4의 다중 요소 유리 렌즈를 사용하여 저조도 캡처를 개선합니다.
4. LED 조명 최적화
내장된 LED가 주요 광원입니다. 개선하려면 저조도 이미징을 :
와트당 광 출력이 더 높은 LED를 사용하십시오.
LED를 렌즈에 최대한 가깝게 배치합니다.
센서의 노출과 동기화된 LED를 펄스합니다(글로벌 셔터 센서는 깜박임 없이 이를 허용합니다).
일부 유연한 내시경 카메라 모듈 설계에서는 LED 대신 광섬유 도광관을 사용하여 의료용 복강경에 흔히 사용되는 외부 고강도 광원에 연결합니다.
5. 디지털 노이즈 감소 적용
하드웨어가 좋아도 노이즈가 남아 있습니다. 카메라의 ISP(이미지 신호 프로세서)는 공간적 및 시간적 노이즈 감소를 적용합니다. Spatial NR은 현재 프레임을 매끄럽게 만듭니다. 시간적 NR은 여러 프레임의 평균을 구합니다. 둘 다 그레인을 줄이지만 미세한 디테일을 흐리게 할 수도 있습니다. 좋은 HD 내시경 카메라 모듈은 소음 감소와 세부 묘사 보존의 균형을 유지합니다.
6. 노출 시간을 늘리기 위해 프레임 속도를 낮추십시오.
매우 어두운 장면에서는 카메라가 노출 시간을 늘릴 수 있습니다. 예를 들어, 30fps(프레임당 33ms)에서 15fps(프레임당 66ms)로 떨어지면 수집되는 빛이 두 배로 늘어납니다. 단점은 영상이 더 고르다는 것입니다. 고정 검사에는 적합하지만 빠른 이동에는 적합하지 않습니다.
내시경 유형별 저조도 성능
유형 |
일반 센서 |
저조도 성능 |
이유 |
|---|---|---|---|
유연한 내시경 카메라 모듈 (의료용, 2~4mm) |
1/9인치 ~ 1/6인치 CMOS |
평균 이하 |
매우 작은 픽셀 |
HD 내시경 카메라 모듈 (산업용, 5~8mm) |
1/3″ BSI CMOS |
좋은 |
더 큰 픽셀, BSI |
유연한 내시경 카메라 모듈 광섬유 조명을 갖춘 |
1/4인치 CMOS |
매우 좋은 |
외부 밝은 소스 |
USB 내시경 (소비자, 5.5mm) |
1/4″ 롤링 셔터 |
평균 |
저가형 렌즈 및 LED |
더 나은 저조도 내시경 검사를 위한 실용적인 팁
외부 조명 추가 – 가능하면 별도의 광원(광섬유 또는 밝은 LED 링)을 사용합니다.
BSI 센서 선택 - CMOS 내시경 카메라 모듈이 BSI 기술을 사용하는지 물어보세요.
프레임 속도 감소 – 많은 소프트웨어 도구를 사용하면 fps를 낮추고 노출 시간을 늘릴 수 있습니다.
렌즈 청소 – 먼지나 습기가 있으면 빛의 투과가 줄어듭니다.
LED 밝기 증가 - 일부 내시경에는 조정 가능한 LED 전류가 있습니다. 최대로 설정하세요.
Sincere의 저조도 내시경 카메라 모듈 Sincere에서는
설계합니다 . 내시경 카메라 모듈 제품을 저조도를 핵심 지표로 삼아
CMOS 내시경 카메라 모듈 – 고감도용 BSI 센서.
HD 내시경 카메라 모듈 - 1/3인치 대형 픽셀 센서를 갖춘 1080p.
유연한 내시경 카메라 모듈 – 광섬유 광 가이드 포트 옵션.
요약
저조도 성능은 의 내시경 카메라 모듈 센서 감도(BSI CMOS), 픽셀 크기(센서 형식), 렌즈 조리개, LED 조명 및 노이즈 감소에 따라 달라집니다. 합니다 . 1/3인치 BSI 센서가 장착된 HD 내시경 카메라 모듈은 대부분의 검사에서 탁월한 결과를 제공 매우 좁은 공간의 경우 작은 센서가 장착된 유연한 내시경 카메라 모듈은 저조도 성능이 떨어지므로 외부 조명이 필요할 수 있습니다. 이러한 요소를 이해하면 적합한 CMOS 내시경 카메라 모듈을 선택하는 데 도움이 됩니다. 어둡고 까다로운 환경에
