Welke sensoren worden gebruikt in moderne endoscoopcamera's?

Inleiding
Een endoscoopcameramodule is slechts zo goed als de sensor erin. De sensor zet licht om in een elektronisch signaal, dat de scherpte, kleur en prestaties bij weinig licht beïnvloedt. Oudere endoscopen gebruikten CCD-sensoren, maar de huidige ontwerpen zijn vrijwel volledig afhankelijk van CMOS-cameramoduletechnologie . In dit artikel wordt gekeken naar de algemene sensoren in moderne endoscoopcamera's – van de kleine chips die kleine cameramoduleontwerpen mogelijk maken tot de hogeresolutiesensoren in USB-endoscoopcameramoduleproducten .

Waarom CMOS CCD verving
CCD-sensoren waren ooit de standaard omdat ze weinig ruis en goede kwaliteit hadden. Nu domineren CMOS Camera Module -sensoren om verschillende redenen:

• Lager stroomverbruik – belangrijk voor draagbare richtkijkers op batterijen.

• Hogere integratie – on-chip ADC’s ​​en timing verminderen externe onderdelen.

• Snellere uitlezing – ondersteunt hoge framesnelheden en minder bewegingsonscherpte.

• Kleiner formaat – maakt kleine cameramoduleontwerpen van minder dan 3 mm mogelijk.

Algemene sensorformaten en resoluties

Een sensorcameramodule moet het aantal pixels, de pixelgrootte (lichtgevoeligheid) en de totale diameter in evenwicht houden. Een 1/9″-sensor met 1,4 µm pixels past op een punt van 1,5 mm, maar de prestaties bij weinig licht zijn slecht. Een 1/3″ 1080p-sensor (bijvoorbeeld Sony IMX290) heeft 2,9 µm pixels – grote gevoeligheid – maar de punt groeit tot 5-6 mm.

Populaire sensorfamilies

1. Sony IMX-serie (Starvis / Starvis 2)
Sony IMX-sensoren worden het meest gebruikt in professionele endoscopen. Back-illuminated (BSI)-technologie verhoogt de gevoeligheid bij weinig licht – van cruciaal belang wanneer de LED-verlichting beperkt is. Veel voorkomende modellen:

• IMX290 – 2,1 MP (1080p), 1/2,8″, 2,9 µm pixels. Uitstekend bij weinig licht. Gebruikt in laparoscopen en boroscopen.

• IMX307 – 2,1 MP, 1/2,8″, vergelijkbaar met IMX290 met verschillende uitvoeropties. Populair in USB-endoscoopcameramoduleproducten .

• IMX415 – 8 MP (4K), 1/2,8″, 1,45 µm pixels. Gebruikt in hoogwaardige 4K-endoscopen.

2. OmniVision Medische sensoren
OmniVision maakt zeer kleine sensoren voor wegwerp- en micro-endoscopie. De OV6948 is een complete kleine cameramodule – een chip van 0,65 mm x 0,65 mm met geïntegreerde lens, geschikt voor bloedvaten en traanbuisjes. Overige modellen:

• OV9732 – 1/9″, 720p, voor ultradunne scopes.

• OV2740 – 1080p, gebruikt in sommige herbruikbare endoscopen.

3. Andere fabrikanten (ST, ON Semi, GalaxyCore)
Minder gebruikelijk, maar te vinden in goedkopere of gespecialiseerde scopes. De VD56G3 global shutter van ST wordt bijvoorbeeld gebruikt in industriële boroscopen waar bewegingsonscherpte moet worden verwijderd.

Belangrijkste sensorfuncties voor endoscopie

• Global shutter versus rolluik – Rolluik is gebruikelijk (beter bij weinig licht, lagere kosten). Voor snelle bewegingen wordt de voorkeur gegeven aan Global Shutter.

• Hoog dynamisch bereik (HDR) – Essentieel voor scènes met heldere reflecties en donkere schaduwen. Veel Sony IMX-sensoren hebben HDR gespreid.

• Lage donkerstroom – Vermindert ruis tijdens lange belichtingstijden.

• Back-illuminated (BSI) – Bijna alle moderne endoscoopsensoren gebruiken BSI voor een betere lichtopname.

Hoe sensoren in een kleine cameramodule passen
De sensorverpakking heeft invloed op de grootte:

• CSP (Chip Scale Package) – Sensor in een kleine plastic of keramische verpakking met soldeerbolletjes. Eenvoudig te monteren, maar voegt dikte toe.

• COB (Chip on Board) – Blanke matrijs rechtstreeks op de printplaat gelijmd en met draad gebonden. Geen pakket – de dunste kleine cameramodule . COB heeft de voorkeur voor endoscopen kleiner dan 5 mm.

USB-endoscoopcameramodule – Sensorkeuzes
Een USB-endoscoopcameramodule wordt aangesloten op een computer of smartphone. De meeste gebruiken 1080p (2 MP) sensoren zoals de Sony IMX307 of OmniVision OV2710. Deze zijn gekozen omdat:

• Ze werken goed met UVC-bruggen (USB Video Class).

• Prestaties bij weinig licht zijn acceptabel voor algemene inspectie.

• Ze zijn kosteneffectief.

Voor high-end USB-endoscopen kan een 4K-sensor zoals de IMX415 worden gebruikt, maar daarvoor zijn USB 3.0 en een duurdere bridge-chip vereist.

Afwegingen: klein versus capabel
Een kleine cameramodule (tip van minder dan 3 mm) past niet op een 1/3″ sensor. Ontwerpers moeten een lagere resolutie (720p of VGA) en een slechtere gevoeligheid bij weinig licht accepteren. In ruil daarvoor krijgen ze toegang tot zeer nauwe ruimtes, zoals een bloedvat of een kleine brandstofinjector.

De endoscoopcameramodules van Sincere
Bij Sincere bieden we ontwerpen voor endoscoopcameramodules met vele sensoropties:

• Kleine cameramodule – tot een diameter van 1,5 mm met behulp van OV6948 of grotere sensoren voor grotere tips.

• CMOS-cameramodule – Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732 en anderen.

• Sensorcameramodule – aangepaste sensorselectie en verpakking (CSP of COB).

• USB-endoscoopcameramodule – 1080p- en 4K-modellen, UVC-compatibel.

Samenvatting
Moderne endoscoopcamera's maken CMOS Camera Module -sensoren. vrijwel uitsluitend gebruik van Populaire families zijn Sony IMX (geweldig bij weinig licht) en OmniVision (ultraklein). De sensorgrootte – van 1/9″ tot 1/3″ – bepaalt de tipdiameter en beeldkwaliteit. Een kleine cameramodule met een 1/9″ sensor past in kleine ruimtes, maar levert details en gevoeligheid op. Een USB-endoscoopcameramodule maakt doorgaans gebruik van een 1/2,8″ 1080p-sensor voor een goede balans tussen prestaties en kosten. Als u de opties van de sensorcameramodule begrijpt , kunt u de juiste scope voor uw medische of industriële behoeften kiezen.

Neem contact op met Sincere om endoscoopcameramodule te bespreken. de sensorvereisten voor uw