Hvilke sensorer brukes i moderne endoskopkameraer?

Introduksjon
En endoskopkameramodul er bare så god som sensoren inne i den. Sensoren gjør lys til et elektronisk signal, noe som påvirker skarphet, farge og ytelse ved lite lys. Eldre endoskoper brukte CCD-sensorer, men dagens design er nesten helt avhengig av CMOS Camera Module -teknologi. Denne artikkelen ser på de vanlige sensorene i moderne endoskopkameraer – fra de små brikkene som muliggjør design av små kameramoduler til høyoppløselige sensorer i USB Endoscope-kameramodulprodukter .

Hvorfor CMOS-erstattede CCD
-sensorer en gang var standarden fordi de hadde lav støy og god kvalitet. Nå dominerer CMOS-kameramodulsensorer av flere grunner:

• Lavere strøm – viktig for batteridrevne håndholdte skoper.

• Høyere integrasjon – ADC-er på brikken og timing reduserer eksterne deler.

• Raskere avlesning – støtter høye bildefrekvenser og mindre bevegelsesuskarphet.

• Mindre størrelse – muliggjør design av små kameramoduler under 3 mm.

Vanlige sensorstørrelser og -oppløsninger

En sensorkameramodul må balansere pikselantall, pikselstørrelse (lysfølsomhet) og total diameter. En 1/9-tommers sensor med 1,4 µm piksler passer til en 1,5 mm spiss, men ytelsen ved lite lys er dårlig. En 1/3' 1080p-sensor (f.eks. Sony IMX290) har 2,9 µm piksler – stor følsomhet – men tuppen vokser til 5-6 mm.

Populære sensorfamilier

1. Sony IMX-serien (Starvis / Starvis 2)
Sony IMX-sensorer er de mest brukte i profesjonelle endoskoper. Bakgrunnsbelyst (BSI)-teknologi øker følsomheten for lite lys – kritisk når LED-belysningen er begrenset. Vanlige modeller:

• IMX290 – 2,1 MP (1080p), 1/2,8″, 2,9 µm piksler. Utmerket dårlig lys. Brukes i laparoskoper og boreskoper.

• IMX307 – 2,1 MP, 1/2,8″, lik IMX290 med forskjellige utgangsalternativer. Populært i USB Endoscope-kameramodulprodukter .

• IMX415 – 8 MP (4K), 1/2,8″, 1,45 µm piksler. Brukes i avanserte 4K-endoskoper.

2. OmniVision medisinske sensorer
OmniVision lager svært små sensorer for engangs- og mikroendoskopi. OV6948 er en komplett liten kameramodul – en 0,65 mm × 0,65 mm brikke med integrert linse, egnet for blodårer og tårekanaler. Andre modeller:

• OV9732 – 1/9″, 720p, for ultratynne sikter.

• OV2740 – 1080p, brukt i noen gjenbrukbare endoskoper.

3. Andre produsenter (ST, ON Semi, GalaxyCore)
Mindre vanlig, men finnes i rimelige eller spesialiserte omfang. STs globale lukker VD56G3 brukes for eksempel i industrielle boreskoper der bevegelsesuskarphet må fjernes.

Nøkkelsensorfunksjoner for endoskopi

• Global lukker vs. rullende lukker - Rullelukker er vanlig (bedre lavt lys, lavere kostnad). For rask bevegelse foretrekkes global lukker.

• Høyt dynamisk område (HDR) – Viktig for scener med lyse refleksjoner og mørke skygger. Mange Sony IMX-sensorer har forskjøvet HDR.

• Lav mørk strøm – Reduserer støy under lange eksponeringer.

• Bakgrunnsbelyst (BSI) – Nesten alle moderne endoskopsensorer bruker BSI for bedre lysfangst.

Hvordan sensorer passer inn i en liten kameramodul
Sensoremballasje påvirker størrelsen:

• CSP (Chip Scale Package) – Sensor i en liten plast- eller keramikkpakke med loddekuler. Enkel å montere men legger til tykkelse.

• COB (Chip on Board) – Bare dyse limt direkte til PCB og wire-bonded. Ingen pakke – den tynneste lille kameramodulen . COB foretrekkes for sub-5 mm endoskoper.

USB-endoskopkameramodul – sensorvalg
En USB-endoskopkameramodul kobles til en datamaskin eller smarttelefon. De fleste bruker 1080p (2 MP) sensorer som Sony IMX307 eller OmniVision OV2710. Disse er valgt fordi:

• De fungerer godt med UVC (USB Video Class) broer.

• Ytelse ved lavt lys er akseptabelt for generell inspeksjon.

• De er kostnadseffektive.

For avanserte USB-endoskoper kan en 4K-sensor som IMX415 brukes, men det krever USB 3.0 og en dyrere brobrikke.

Avveininger: Liten vs. kapabel
En liten kameramodul (tupp under 3 mm) kan ikke passe til en 1/3-tommers sensor. Designere må godta lavere oppløsning (720p eller VGA) og dårligere følsomhet for lite lys. Til gjengjeld får de tilgang til svært trange rom – som en blodåre eller en liten drivstoffinjektor.

Sinceres endoskopkameramoduler
Hos Sincere tilbyr vi endoskopkameramoduldesign med mange sensoralternativer:

• Liten kameramodul – ned til 1,5 mm diameter med OV6948 eller større sensorer for større tips.

• CMOS-kameramodul – Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732 og andre.

• Sensorkameramodul – tilpasset sensorvalg og emballasje (CSP eller COB).

• USB-endoskopkameramodul – 1080p- og 4K-modeller, UVC-kompatibel.

Sammendrag
Moderne endoskopkameraer bruker CMOS-kameramodulsensorer . nesten utelukkende Populære familier er Sony IMX (flott lavt lys) og OmniVision (ultra-liten). Sensorstørrelse – fra 1/9″ til 1/3″ – bestemmer spissdiameter og bildekvalitet. En liten kameramodul med en 1/9'-sensor passer til små rom, men ofrer detaljer og følsomhet. En USB Endoscope-kameramodul bruker vanligvis en 1/2,8' 1080p-sensor for en god balanse mellom ytelse og kostnad. Å forstå alternativene for sensorkameramodulen hjelper deg med å velge riktig omfang for dine medisinske eller industrielle behov.

Ta kontakt med Sincere for å diskutere din . til endoskopkameramodulen kravene til sensoren