Hoe presteren endoscoopcamera's bij weinig licht?

Inleiding
Endoscoopcamera's werken vaak in donkere, krappe ruimtes – in leidingen, motorcilinders of het menselijk lichaam. Goede prestaties bij weinig licht zijn essentieel. Als de camera bij weinig licht niet goed kan zien, wordt het beeld ruisachtig, donker of wazig, waardoor het moeilijk wordt defecten of weefselproblemen op te merken. In dit artikel wordt uitgelegd hoe ontwerpen van endoscoopcameramodules omgaan met slechte verlichting, wat hun mogelijkheden bij weinig licht beperkt, en hoe u de juiste kiest . hd-endoscoopcameramodule voor uw behoeften

Waarom weinig licht een uitdaging is
In tegenstelling tot een smartphone die een felle flits kan gebruiken, heeft een endoscoopcameramodule heel weinig ruimte voor LED's. De verlichting komt meestal van een paar kleine LED's rond de lens. De camera moet werken met zeer weinig gereflecteerd licht. Bij weinig licht doen zich twee problemen voor:

• Donker beeld – niet genoeg fotonen bereiken de sensor.

• Ruis – de sensor versterkt het signaal, waardoor ook willekeurige elektronische ruis wordt versterkt, waardoor een korrelig beeld ontstaat.

Fabrikanten gebruiken verschillende technieken om de prestaties bij weinig licht te verbeteren .

1. Kies een gevoelige CMOS-sensor
De meeste moderne scopes gebruiken een cmos-endoscoopcameramodule . CMOS-sensoren zijn uiteraard gevoeliger dan oudere CCD's bij hetzelfde vermogen. Back-illuminated (BSI)-technologie plaatst de bedrading achter de pixels, waardoor meer licht het gevoelige gebied bereikt. Een cmos-endoscoopcameramodule met BSI kan bij 30-50% gevoeliger zijn weinig licht dan een niet-BSI-sensor met dezelfde pixelgrootte.

De Sony IMX290 is bijvoorbeeld populair in medische en industriële scopes vanwege de uitstekende prestaties bij weinig licht dankzij BSI.

2. Vergroot de pixelgrootte (of gebruik een grotere sensor)
Grotere pixels verzamelen meer licht. Een pixel van 2,0 µm vangt vier keer zoveel fotonen op als een pixel van 1,0 µm. In een bepaalde endoscoopcameramodule wordt de sensorgrootte beperkt door de tipdiameter. Zeer dunne telescopen (minder dan 3 mm) moeten gebruik maken van kleine sensoren (bijvoorbeeld 1/9″) met kleine pixels, zodat ze moeite hebben bij weinig licht . Een hd-endoscoopcameramodule (1080p) met een 1/4″ of 1/3″ sensor heeft grotere pixels en veel betere prestaties bij weinig licht.

3. Gebruik hoogwaardige optica
Een lens met een groter diafragma (kleiner f-getal) zorgt ervoor dat meer licht de sensor bereikt. Een f/2.0 lens laat twee keer zoveel licht door als f/2.8. Bij een flexibele endoscoopcameramodule is de lens vaak de beperkende factor: deze moet klein en goedkoop zijn. Hoogwaardige scopes maken gebruik van glazen lenzen met meerdere elementen met f/1.8 tot f/2.4 om de opname bij weinig licht te verbeteren .

4. Optimaliseer de LED-verlichting
De ingebouwde LED's zijn de belangrijkste lichtbron. Beeldvorming bij verbeteren weinig licht :

• Gebruik LED's met een hogere lichtopbrengst per watt.

• Plaats LED's zo dicht mogelijk bij de lens.

• Pulseer de LED's gesynchroniseerd met de belichting van de sensor (globale sluitersensoren maken dit mogelijk zonder flikkering).

Sommige flexibele ontwerpen van endoscoopcameramodules maken gebruik van glasvezellichtgeleiders in plaats van LED's, die zijn aangesloten op een externe lichtbron met hoge intensiteit – gebruikelijk bij medische laparoscopen.

5. Pas digitale ruisonderdrukking toe
Zelfs met goede hardware blijft er wat ruis over. De ISP (beeldsignaalprocessor) van de camera past ruimtelijke en temporele ruisonderdrukking toe. Ruimtelijke NR verzacht het huidige frame; temporele NR middelt meerdere frames. Beide verminderen de korreligheid, maar kunnen ook fijne details vervagen. Een goede hd-endoscoopcameramodule balanceert ruisonderdrukking en detailbehoud.

6. Verlaag de framesnelheid om de belichtingstijd te verlengen.
In zeer donkere scènes kan de camera de belichtingstijd verlengen. Als u bijvoorbeeld van 30 fps (33 ms per frame) naar 15 fps (66 ms per frame) gaat, verdubbelt u het opgevangen licht. De wisselwerking is een schokkerige video – acceptabel voor stationaire inspectie, maar niet voor snelle bewegingen.

Prestaties bij weinig licht per type endoscoop

Praktische tips voor betere endoscopie bij weinig licht

• Voeg externe verlichting toe – Gebruik indien mogelijk een aparte lichtbron (glasvezel of heldere LED-ring).

• Kies een BSI-sensor – Vraag of de cmos-endoscoopcameramodule gebruik maakt van BSI-technologie.

• Verlaag de framesnelheid – Met veel softwaretools kunt u de fps verlagen, waardoor de belichtingstijd toeneemt.

• Reinig de lens – Stof of vocht verminderen de lichttransmissie.

• Verhoog de LED-helderheid – Sommige endoscopen hebben een instelbare LED-stroom; zet deze op maximaal.

De endoscoopcameramodules voor weinig licht van Sincere
Bij Sincere ontwerpen we endoscoopcameramoduleproducten met weinig licht als belangrijkste maatstaf:

• Cmos endoscoopcameramodule – BSI-sensoren voor hoge gevoeligheid.

• HD-endoscoopcameramodule – 1080p met 1/3″ grote pixelsensoren.

• Flexibele endoscoopcameramodule – Opties met glasvezellichtgeleiderpoorten.

Samenvatting De prestaties
bij weinig licht in een endoscoopcameramodule zijn afhankelijk van de sensorgevoeligheid (BSI CMOS), pixelgrootte (sensorformaat), lensopening, LED-verlichting en ruisonderdrukking. Een hd-endoscoopcameramodule met een 1/3″ BSI-sensor geeft uitstekende resultaten voor de meeste inspecties. Voor zeer krappe ruimtes flexibele endoscoopcameramodule met een kleine sensor minder goed presteren bij weinig licht. Mogelijk hebt u externe verlichting nodig. zal een Als u deze factoren begrijpt, kunt u de juiste cmos-endoscoopcameramodule kiezen voor donkere, veeleisende omgevingen.