소개
내시경 영상 시스템을 사용하면 큰 절개나 분해 없이 의사가 인체 내부를 볼 수 있고 검사관이 기계 내부를 볼 수 있습니다. 하지만 실제로는 어떻게 작동하나요? 팁에 있는 작은 카메라 헤드 뒤에는 이미지를 실시간으로 캡처하고 표시하는 광학, 전자 및 조명으로 세심하게 설계된 시스템이 있습니다. Sincere는 의료용 및 산업용 내시경용 부품을 포함하여 30년 넘게 카메라 모듈을 제조해 왔습니다. 이 문서에서는 내시경 영상 시스템의 작동 원리를 설명합니다.
내시경 영상 시스템이란 무엇입니까?
내시경 영상 시스템은 다른 방법으로는 접근할 수 없는 내부 영역을 시각화하기 위한 완벽한 솔루션입니다. 그것은 다음으로 구성됩니다:
팁의 카메라 모듈
조명 소스
케이블 또는 전송 시스템
카메라 제어 장치(프로세서)
디스플레이 모니터
의료용 내시경 카메라 모듈이든 카메라 모듈 이든 카메라 모듈 산업용 내시경 에는 핵심 이미징 구성 요소가 포함되어 있습니다.
기본 원리: Light In, Image Out
가장 간단하게 말하면 내시경 영상 시스템은 모든 디지털 카메라처럼 작동합니다.
빛이 대상 영역을 비춥니다.
광학 장치는 반사된 빛을 센서에 집중시킵니다.
센서 는 빛을 전기 신호로 변환합니다.
전자 장치는 신호를 비디오로 처리합니다.
디스플레이에 실시간 으로 이미지가 표시됩니다.
문제는 작은 구멍(보통 몇 밀리미터)을 통과할 수 있을 만큼 작은 패키지에서 이 모든 작업을 수행하는 것입니다.
1단계: 조명
체강이나 파이프 내부가 어둡습니다. 시스템은 자체 조명을 제공해야 합니다. 조명은 일반적으로 다음에서 발생합니다.
LED: 카메라 렌즈 주위에 장착된 작은 조명입니다. 현대 내시경에서 흔히 볼 수 있는 작고, 밝고, 시원하게 작동합니다.
광섬유: 외부 소스의 빛은 광섬유 케이블을 통해 팁까지 이동합니다. 카메라 헤드를 더 작게 유지합니다.
직경 2mm 미만의 의 경우 마이크로 내시경 카메라 모듈 LED가 너무 크기 때문에 광섬유를 사용하는 경우가 많습니다.
2단계: 렌즈를 통한 이미지 캡처
대상에서 반사된 빛이 렌즈 끝 부분으로 들어갑니다. 렌즈는 이 빛을 이미지 센서에 집중시킵니다. 주요 광학 특성:
시야각(FOV): 카메라가 보는 영역의 넓이입니다. 공통: 90°~120°.
피사계 심도(DOF): 뚜렷하게 나타나는 거리 범위입니다. 대부분의 내시경은 자동 초점이 필요하지 않도록 DOF가 큽니다(10mm~무한대).
초점 거리: 배율과 작동 거리를 결정합니다.
렌즈가 중요합니다. AA(Active Alignment) 기술은 렌즈가 센서를 기준으로 완벽하게 중앙에 위치하고 초점이 맞춰지도록 보장합니다.
3단계: 빛을 전기로 변환 초점
이 맞춰진 빛이 CMOS 모듈 카메라 센서에 닿습니다. CMOS 센서는 다음과 같은 이유로 최신 내시경의 표준입니다.
약간의 전력을 사용
최소한의 열 발생(신체 내부에서 중요)
아주 작게 만들 수 있어요
센서는 수백만 개의 감광성 픽셀로 덮여 있습니다. 각 픽셀은 빛의 강도를 측정합니다. 색상은 Bayer 필터 배열을 사용하여 캡처됩니다.
센서는 빛을 이미지를 나타내는 디지털 값의 흐름인 전기 신호로 변환합니다.
4단계: 신호 전송
전기 신호는 다음을 통해 카메라 팁에서 프로세서로 이동합니다.
전선 : 내시경 케이블 내부
유연한 인쇄 회로: 매우 얇은 스코프용
무선 전송: 캡슐 내시경 내
산업 검사에 사용되는 의 경우 5mp USB 카메라 모듈 신호는 USB를 통해 컴퓨터로 이동합니다. 의 경우 의료용 내시경 카메라 모듈 신호는 전용 커넥터를 통해 전용 카메라 제어 장치로 전달될 수 있습니다.
5단계: 이미지 처리
센서의 원시 데이터를 처리해야 합니다. CCU(카메라 제어 장치) 또는 프로세서는 다음을 처리합니다.
디모자이크: 베이어 패턴을 풀 컬러 픽셀로 변환
화이트 밸런스: 자연스럽게 보이도록 색상 조정
노이즈 감소: 저조도 환경에서 거친 부분 정리
샤프닝: 가장자리 디테일 강화
감마 보정: 적절한 디스플레이를 위한 밝기 조정
일부 시스템에는 디지털 줌, 이미지 향상 또는 AI 기반 조직 감지가 포함됩니다.
6단계: 디스플레이
처리된 비디오가 디스플레이 모니터로 전송됩니다. 의료용 모니터에는 다음이 필요합니다.
고해상도(1080p 또는 4K)
정확한 색상 재현
낮은 대기 시간
산업용 디스플레이는 노트북 화면( 5mp USB 카메라 모듈 용 )이거나 전용 휴대용 모니터일 수 있습니다.
세부 주요 구성 요소
카메라 모듈
모든 내시경 시스템의 핵심은 카메라 모듈입니다. 의료용 내시경 카메라 모듈은 다음을 위해 설계되었습니다.
멸균 적합성(오토클레이브, EtO)
생체적합성 소재
조직 진단을 위한 높은 색상 정확도
산업용 내시경 카메라 모듈은 다음을 위해 제작되었습니다.
내구성(진동, 낙하)
방수(IP67/IP68)
넓은 작동 온도 범위
마이크로 내시경 카메라 모듈은 특수 의료 또는 정밀 산업 응용 분야에서 직경이 2mm 미만인 경우가 많아 소형화를 더욱 가속화합니다.
센서
CMOS 센서가 지배적입니다. 주요 사양:
해상도: VGA ~ 4K. 5mp USB 카메라 모듈은 자세한 검사를 위해 2592×1944를 제공합니다.
픽셀 크기: 픽셀이 클수록 더 많은 빛을 포착하여 저조도 성능이 향상됩니다.
프레임 속도: 움직이는 피사체의 경우 프레임 속도가 높을수록 좋습니다.
렌즈 렌즈
는 보는 각도와 초점을 결정합니다. 최대한 많이 보는 것이 광각(90°~120°)이 일반적입니다. 피사계 심도가 깊은 고정 초점이 일반적입니다.
케이블
케이블은 전원, 비디오 및 제어 신호를 전달합니다. 유연하고 내구성이 있어야 하며 습기로부터 밀봉되어야 합니다.
광원
최신 시스템은 LED 또는 광섬유를 사용합니다. LED는 팁에 통합되어 있습니다. 광섬유는 팁을 더 작게 유지하지만 외부 라이트 박스가 필요합니다.
의료 대 산업: 비슷한 원칙, 다른 우선순위
측면 |
의료용 내시경 |
산업용 내시경 |
|---|---|---|
살균 |
필수의 |
필요하지 않음 |
생체적합성 |
비판적인 |
관련 없음 |
색상 정확도 |
매우 높음 |
보통의 |
내구성 |
보통의 |
매우 높음 |
방수 |
종종 필수 |
IP67/IP68 일반 |
일반적인 해상도 |
1080p~4K |
VGA ~ 1080p |
의료용 내시경 카메라 모듈은 화질과 안전성을 최우선으로 생각합니다. 산업용 내시경 카메라 모듈은 견고성과 다양성을 우선시합니다.
USB의 역할
USB는 산업용 및 소비자용 내시경에 널리 사용됩니다. 5mp USB 카메라 모듈은 컴퓨터에 직접 연결되어 추가 하드웨어 없이 완벽한 검사 시스템을 만듭니다. 이러한 플러그 앤 플레이 모듈은 자동차 검사, 배관 및 DIY 프로젝트에서 일반적으로 사용됩니다.
Sincere의 내시경 카메라 모듈
Sincere에서는 의료 및 산업용 내시경 응용 분야용 카메라 모듈을 제조합니다.
의료용 내시경 카메라 모듈: 멸균 가능, 고해상도, 생체 적합성
산업용 내시경 카메라 모듈: 견고함, 방수(IP67/IP68), 넓은 온도 범위
마이크로 내시경 카메라 모듈 : 초소형 디자인 (2mm 이하)
5mp USB 카메라 모듈: 산업 검사를 위한 고해상도 플러그 앤 플레이
당사의 제조에는 클래스 10/100 먼지 없는 시설과 완벽한 초점을 위한 AA(Active Alignment)가 포함됩니다.
요약
내시경 영상 시스템의 작동 원리는 다음과 같습니다.
조명 LED 또는 광섬유로 대상
집중 렌즈를 통해 반사된 빛을 CMOS 모듈 카메라 센서 에
변환 빛을 전기 신호로
전송 케이블을 통해 프로세서로 신호
처리 원시 데이터를 볼 수 있는 이미지로
표시 실시간으로 모니터에 이미지
수술용 이든 의료용 내시경 카메라 모듈 , 산업용 내시경 카메라 모듈 이든, 파이프라인 검사용 마이크로 내시경 카메라 모듈 이든, 플러그 앤 플레이 검사용 매우 좁은 공간용 5MP USB 카메라 모듈이든 기본 원리는 동일합니다. 즉, 빛을 포착하고, 디지털 신호로 변환하고, 결과를 표시합니다.
Sincere는 생산해왔습니다 . CMOS 모듈 카메라 솔루션을 30년 넘게 내시경 영상 시스템을 개발 중인 경우 당사에 문의하여 카메라 모듈 요구 사항에 대해 논의하세요.
