Módulo de câmera endoscópica USB com foco automático 12MP 4K com 8 LEDs reguláveis

Visão geral do produto

Este módulo de câmera endoscópica USB com foco automático de 12 MP foi projetado para equipamentos de inspeção OEM que precisam de imagens detalhadas em distâncias de trabalho variáveis. Seu sensor CMOS de 1/3,06 polegada fornece um tamanho máximo de imagem de 3840 × 3104, enquanto o sistema de foco automático cobre alvos de aproximadamente 3,5 cm ao infinito.

Oito LEDs SMD brancos circundam a lente e suportam brilho ajustável para cavidades escuras e superfícies reflexivas. Um DSP integrado lida com o processamento de imagens e a interface USB 2.0 UVC simplifica a conexão a um host compatível. O módulo está disponível em uma configuração simples e compacta e em uma configuração maior de carcaça de aço para projetos que exigem proteção mecânica adicional.

O módulo pode ser avaliado para boroscópios industriais, ferramentas de manutenção, sistemas de pesquisa de imagens e desenvolvimento de equipamentos médicos ou veterinários. O fabricante do equipamento final continua responsável pela validação do desempenho da imagem, vedação, segurança elétrica, materiais, procedimentos de limpeza ou esterilização e requisitos regulamentares aplicáveis.

Vantagens do produto

• Imagem CMOS de 12 MP com saída máxima de 3840 × 3104

• Foco automático de aproximadamente 3,5 cm até o infinito

• Até 30 fps com configuração de saída compactada suportada

• Campo de visão diagonal de 80,9° para cobertura equilibrada

• Abertura F/2.2 para eficiência de iluminação de curto alcance

• Oito LEDs brancos reguláveis ​​de 4500–5000K

• DSP integrado com controles de imagem AEC, AGC e AWB

• Conexão USB 2.0 UVC para sistemas host compatíveis

• Opções de estrutura de módulo simples e casca de aço

• Alimentação de 5V e conexão instantânea de hardware rotulada

Imagem 12MP 4K

Resolução máxima de 3840 × 3104

O sensor CMOS de 1/3,06 polegadas usa um tamanho de pixel de 1,12 μm × 1,12 μm e fornece saída de até 3840 × 3104. Isso dá ao operador mais informações de imagem para documentar superfícies, comparar componentes e revisar pequenos recursos visuais do que um módulo de resolução mais baixa pode fornecer no mesmo enquadramento.

A resolução por si só não determina se um defeito pode ser identificado. O desempenho da lente, a distância de trabalho, o contraste da superfície, a iluminação, a compressão, o dimensionamento da exibição e o movimento afetam o resultado visível. Uma amostra deve ser testada com o alvo real, a distância de visualização necessária e o software host pretendido antes que a especificação da imagem seja aprovada.

O módulo usa processamento ADC de 10 bits. A exposição automática, o ganho automático e o equilíbrio de branco automático ajudam o sistema a responder às mudanças nas condições de brilho e cor, mas o ajuste de imagem OEM ainda pode ser necessário quando os materiais alvo ou o ambiente de inspeção diferem substancialmente de uma cena de teste geral.

Taxa de quadros e largura de banda USB

A taxa de quadros máxima listada é de até 30 fps a 12 MP quando uma configuração de vídeo compactado compatível é usada. O desempenho real depende do formato UVC selecionado, controlador host, largura de banda USB, decodificador de software e computador ou processador incorporado.

Se um aplicativo exigir saída não compactada, latência muito baixa ou gravação contínua em resolução máxima, a resolução, a taxa de quadros e o formato necessários deverão ser confirmados em conjunto. Um rótulo de 12 MP não significa que cada host possa exibir ou gravar 3840 × 3104 a 30fps em todos os formatos de saída.

Foco automático de 3,5 cm ao infinito

O mecanismo de foco automático destina-se a equipamentos onde a distância entre a lente e o alvo muda durante a observação. Ele pode reduzir a quantidade de movimento da sonda para frente e para trás necessário ao inspecionar superfícies em diferentes profundidades.

A faixa de foco listada começa em aproximadamente 3,5 cm e se estende até o infinito. Para inspeções minuciosas, a distância de trabalho preferida deve ser estabelecida de acordo com a menor característica que deve permanecer visível, a cobertura de campo necessária e a iluminação LED disponível.

O desempenho do foco automático deve ser testado no alvo real. Superfícies altamente reflexivas, materiais transparentes, áreas de baixa textura, líquidos em movimento, vapor ou partículas suspensas podem tornar a aquisição do foco menos estável. Dependendo da configuração do OEM, o comportamento do foco pode ser ajustado, restrito ou bloqueado para uma aplicação com distância de trabalho controlada.

80,9° FOV e óptica F/2.2

A lente fornece um campo de visão diagonal de 80,9°. Isto oferece uma cobertura mais ampla do que uma lente de inspeção estreita, evitando a perspectiva extrema associada à óptica de grande angular.

A abertura F/2.2 suporta a coleta de luz no sistema óptico compacto. O brilho da imagem ainda depende da saída do LED, da distância do alvo, da refletividade, da exposição do sensor e da janela de proteção ou estrutura de aço usada no dispositivo completo.

Para comparação dimensional, medição ou análise de visão mecânica, o sistema óptico final deve ser calibrado. O campo de visão e a contagem de pixels não estabelecem por si só a precisão da medição ou o desempenho da distorção de ponta a ponta.

Oito LEDs brancos reguláveis

Oito LEDs SMD brancos estão dispostos ao redor da lente frontal para iluminar alvos próximos em cavidades escuras. A temperatura de cor listada é de 4.500 a 5.000 K, fornecendo uma fonte de luz branca neutra para imagens de inspeção geral.

O brilho pode ser ajustado através da configuração de escurecimento de hardware selecionada. Isto é útil ao alternar entre materiais escuros e absorventes e metal polido, superfícies molhadas ou outros alvos reflexivos. Reduzir a saída do LED pode limitar o brilho e a superexposição a curta distância, enquanto aumentá-la pode melhorar a visibilidade quando o alvo está mais distante da lente.

O resultado da iluminação deve ser avaliado após a instalação da câmera na estrutura final da ponta distal. Uma tampa de vidro, uma janela protetora, uma posição de lente rebaixada ou uma borda de aço refletiva podem alterar o padrão de iluminação. Os compradores que comparam outros layouts de iluminação podem revisar a linha de módulos de câmera endoscópica LED.

Opções de Módulo Bare e Steel-Shell

Configuração desencapada de Φ12,5 mm

A configuração simples e compacta está listada em aproximadamente Φ12,5 mm. Destina-se a fabricantes de equipamentos que fornecerão o invólucro envolvente, estrutura de montagem, alívio de tensão e vedação ambiental em seu próprio dispositivo.

O módulo vazio não deve ser exposto diretamente a cargas mecânicas, fluidos de limpeza ou manuseio repetido. O invólucro projetado pelo cliente deve suportar a PCB e o conjunto óptico sem transferir tensão do cabo ou esforço de montagem para a lente e o sensor.

Configuração de casca de aço de Φ14,5 mm

A configuração protegida usa um invólucro de aço de aproximadamente Φ14,5 mm. O desenho de referência mostra uma estrutura cilíndrica com uma face frontal de oito LEDs, uma seção DSP interna e interfaces mecânicas roscadas marcadas como M14 × 0,5 e M13,7 × 0,5.

A lista de produtos identifica a configuração de estrutura de aço designada como IP67. Esta classificação deve ser confirmada na especificação do projeto aprovado e aplica-se somente à configuração testada. O endoscópio completo – incluindo entrada de cabo, juntas, conector, alça e qualquer estrutura de articulação – requer sua própria validação de vedação.

O comprimento do módulo listado é 36,6 mm. Como os detalhes mecânicos podem variar entre as versões simples e de aço, o desenho dimensional aprovado deve controlar o projeto do equipamento e a aceitação da produção.

DSP e interface de pinos

O DSP integrado suporta processamento de imagens próximo ao cabeçote da câmera. O diagrama de pinos fornecido identifica as seguintes conexões:

• LED 5V para o circuito de iluminação

• SNAP para uma entrada de controle de instantâneo de hardware

• GND para a ligação à terra partilhada

• DP e DM para dados diferenciais USB

• 5V para alimentação do módulo da câmera

O projetista do equipamento deve confirmar a orientação do conector, a sequência dos pinos, os requisitos de corrente, a lógica de disparo do instantâneo e o método de aterramento antes de construir o chicote do protótipo. Aplicar energia ao pino errado ou permitir que as correntes do motor e do LED compartilhem um caminho de retorno inadequado pode afetar a estabilidade da imagem ou danificar o módulo.

O cabo e o conector requerem alívio de tensão. Dobras repetidas devem ser mantidas longe da entrada da cabeça da câmera e de qualquer terminação soldada ou crimpada.

Integração USB 2.0 UVC

O módulo usa uma interface USB 2.0 e suporta operação UVC com hosts compatíveis. O UVC pode reduzir o trabalho de desenvolvimento de drivers porque sistemas host reconhecidos podem receber o fluxo de vídeo por meio de uma interface de classe de vídeo padrão.

A lista de produtos padrão nomeia Windows XP e Windows 7. Outras plataformas compatíveis com UVC – incluindo versões mais recentes do Windows, macOS, Linux e Android – devem ser validadas com o firmware, conector, host ou controlador OTG selecionado e software de aplicativo.

Para um projeto OEM, confirme:

• Resolução e taxa de quadros necessárias

• MJPEG ou outro formato de saída compatível

• Host USB ou capacidade OTG

• Tipo de conector e comprimento do cabo

• Comportamento de entrada de instantâneo

• Método de controle de escurecimento de LED

• Pré-visualização de software e requisitos de gravação

• Energia disponível no host

Os desenvolvedores de equipamentos que comparam configurações digitais podem analisar a ampla gama de módulos de câmera endoscópica USB.

Controle de imagem e condições operacionais

O controle automático de exposição ajusta as configurações de integração conforme o brilho da cena muda. O controle automático de ganho pode aumentar o sinal da imagem em condições mais escuras, enquanto o equilíbrio automático de branco compensa as características de cor dos LEDs e do alvo. Essas funções oferecem suporte à visualização de uso geral, mas podem precisar de ajustes específicos do projeto onde a consistência de cores ou o nível de ruído são críticos.

O módulo foi projetado para uma alimentação de 5 V e está listado para operação de 0°C a 50°C. Esta é uma faixa operacional de componente, não uma classificação de temperatura para esterilização, limpeza química ou uma sonda totalmente selada.

O desempenho térmico deve ser verificado com os LEDs no brilho e ciclo de trabalho pretendidos. O módulo simples depende do invólucro do cliente para suporte mecânico e gerenciamento de calor, enquanto o invólucro de aço altera a transferência de calor e a exposição ambiental. Nenhuma das estruturas elimina a necessidade de validar a montagem final.

Projetos que exigem sondas protegidas podem comparar as opções de módulos de câmera endoscópica à prova d'água, mas a classificação de proteção deve corresponder ao líquido, pressão, duração e condições reais de limpeza.

Áreas de aplicação

Equipamento de boroscópio industrial

O módulo pode suportar dispositivos de inspeção usados ​​para motores, caixas de câmbio, componentes hidráulicos, cavidades usinadas, interiores de tubos e montagens que não podem ser observados diretamente. O foco automático é útil quando a distância do alvo muda, enquanto os LEDs ajustáveis ​​ajudam a gerenciar áreas escuras e superfícies metálicas reflexivas.

Para ambientes aeroespaciais, químicos, petrolíferos, úmidos ou cheios de detritos, a sonda acabada deve ser qualificada para a temperatura, vibração, fluido, pressão e abrasão esperados. Mais configurações específicas para aplicações estão disponíveis na linha de módulos de câmeras endoscópicas industriais.

Ferramentas de Manutenção e Infraestrutura

A câmera pode ser integrada em ferramentas de manutenção para passagens de HVAC, sistemas de drenagem, cavidades em paredes, caixas de equipamentos e outros espaços restritos. O design completo do dispositivo determina o comprimento de inserção, a articulação, a proteção do cabo e se a câmera pode ser usada com segurança em áreas molhadas ou contaminadas.

Sistemas de Pesquisa e Documentação

A saída de 12 MP pode suportar observação laboratorial, documentação de amostras, comparação de componentes e outras tarefas de imagem que se beneficiam de quadros estáticos detalhados. A distância final da lente ao alvo e a geometria da iluminação devem ser estabelecidas através de testes de amostra.

Desenvolvimento de Equipamentos Médicos e Veterinários

O módulo pode ser avaliado como componente de imagem para equipamentos de observação médica, odontológica, otorrinolaringológica, dermatológica ou veterinária. Não é um dispositivo médico completo. O fabricante do equipamento deve definir o uso pretendido e preencher o material aplicável, biocompatibilidade, segurança elétrica, limpeza ou esterilização, gerenciamento de risco, desempenho clínico e trabalho regulatório.

Configuração OEM e aprovação de amostra

As discussões sobre configuração OEM podem abranger:

• Estrutura mecânica nua ou em aço

• Diâmetro, comprimento do pacote e requisitos de rosca

• Campo de visão da lente e comportamento do foco automático

• Foco fixo ou foco restrito para distâncias controladas

• Brilho do LED, método de controle e temperatura de cor

• Comprimento do cabo, conector e alívio de tensão

• Formato de saída USB e combinação de taxa de quadros

• Entrada de instantâneo e integração da placa de controle

• Exposição, ganho, equilíbrio de branco e ajuste de cores

• Nível de proteção e método de vedação

• Quantidade de amostra e volume de produção esperado

Alterações na óptica, iluminação, cabo ou firmware podem afetar a qualidade da imagem, largura de banda, calor, energia, preço e prazo de entrega. Use o serviço de módulo de câmera endoscópica personalizado quando a configuração padrão não corresponder ao equipamento alvo.

Um processo prático de aprovação de amostras inclui:

1. Confirme o diâmetro disponível, o comprimento rígido e as roscas de montagem.

2. Defina o tamanho do alvo, alcance de distância e cobertura de campo.

3. Selecione a estrutura nua ou de aço.

4. Confirme o formato USB, a plataforma host e a taxa de quadros necessária.

5. Teste o foco automático nas superfícies alvo reais.

6. Verifique o brilho, o brilho e a resposta das cores do LED.

7. Verifique o streaming contínuo, o comportamento do snapshot e a gravação.

8. Meça o aumento da temperatura no ciclo de trabalho pretendido do LED.

9. Testes ambientais e de vedação completos para a sonda final.

10. Congele os critérios aprovados de desenho, firmware, cabo e inspeção antes da produção.

Especificações Técnicas

Perguntas frequentes

O USB 2.0 pode transmitir vídeo de 12 MP a 30fps?

O desempenho de 30fps listado depende do uso de uma configuração de saída compactada compatível e de um host compatível. Confirme a resolução, formato de vídeo, controlador USB, decodificador e software de gravação juntos durante o teste de amostra.

Quando o foco automático é mais útil do que o foco fixo?

O foco automático é útil quando a distância do alvo muda ou quando o operador precisa observar superfícies em diversas profundidades. Um foco fixo ou travado pode ser mais repetível quando o dispositivo sempre opera a uma distância de trabalho controlada.

A posição do foco automático pode ser bloqueada?

O controle de foco pode ser discutido para uma configuração OEM. Dependendo do firmware e hardware selecionados, o comportamento do foco pode ser restrito ou bloqueado para reduzir a refocagem indesejada em cenas com pouca textura, reflexivas ou cheias de partículas.

Como os oito LEDs são escurecidos?

A configuração padrão pode usar controle de brilho de hardware. Um projeto OEM pode avaliar um controle em linha ou outro método de placa de controle compatível. Confirme a abordagem de controle necessária antes que o chicote e o firmware sejam aprovados.

Qual é a diferença entre as versões Φ12,5mm e Φ14,5mm?

A opção de Φ12,5 mm é a configuração simples e compacta destinada à integração no próprio gabinete do cliente. A opção de aproximadamente Φ14,5 mm adiciona uma carcaça de aço e a estrutura frontal de oito LEDs mostrada no desenho de referência.

A classificação IP67 cobre o endoscópio completo?

Não. A listagem se aplica à configuração designada de câmera com estrutura de aço. Entradas de cabos, juntas, conectores, alças e o restante do dispositivo acabado requerem projeto e validação de vedação separados.

Este módulo pode ser usado em equipamentos médicos?

Pode ser avaliado como um componente de imagem, mas o dispositivo médico completo deve ser desenvolvido e validado para o uso pretendido. O fabricante do dispositivo é responsável pelos materiais, biocompatibilidade, segurança elétrica, limpeza ou esterilização, gestão de riscos, desempenho e conformidade regulamentar.

Os 12MP garantem que defeitos muito pequenos serão visíveis?

Não. A detectabilidade depende do tamanho do defeito, contraste, distância de trabalho, desempenho da lente, iluminação, compressão e exibição. A aprovação deve ser baseada em imagens de amostra do alvo real e não apenas na resolução.

Quais informações são necessárias para uma cotação?

Forneça a aplicação, diâmetro disponível e comprimento rígido, distância de trabalho alvo, campo de visão necessário, sistema host, resolução e taxa de quadros, formato USB, requisitos de cabo e conector, método de controle de LED, ambiente operacional, requisito de proteção, quantidade de amostra e volume de produção esperado.