Qual tamanho de sensor é usado em câmeras endoscópicas em miniatura?

Introdução
Na endoscopia, menor é geralmente melhor. Um módulo de câmera endoscópica em miniatura deve passar por passagens estreitas – vasos sanguíneos, canais lacrimais ou pequenos orifícios de boroscópio industrial. O sensor, o coração do sensor do módulo da câmera , determina em grande parte o diâmetro da ponta. A escolha do tamanho correto do sensor equilibra a qualidade da imagem em relação ao tamanho físico. Este artigo explica os tamanhos típicos de sensores para diferentes designs de módulos de câmeras endoscópicas , desde escopos médicos ultrafinos até ferramentas industriais flexíveis.

O que é o tamanho do sensor e por que isso é importante?
O tamanho do sensor é a diagonal da área de imagem (por exemplo, 1/9″, 1/6″, 1/4″). Um sensor menor permite lentes e carcaças menores, tornando todo o módulo da câmera endoscópica em miniatura extremamente fino. Mas sensores menores possuem pixels menores, capturando menos luz e produzindo mais ruído. Sensores maiores (1/3″) oferecem melhor desempenho com pouca luz e maior resolução, mas tornam a ponta mais espessa.

Tamanhos comuns de sensores para câmeras endoscópicas em miniatura

Módulo de câmera endoscópica em miniatura - 1/9 ″ a 1/6 ″
O menor módulo de câmera endoscópica em miniatura geralmente usa um de 1/9 ″ ou 1/6 ″ sensor de módulo de câmera . As distâncias entre pixels estão em torno de 1,4–2,0 µm. A resolução da imagem é normalmente VGA (640×480) ou 720p. Por exemplo, o OmniVision OV6948 (lente e sensor integrados) mede apenas 0,65 mm × 0,65 mm – ideal para microendoscópios médicos descartáveis. Um módulo de câmera endoscópica flexível com sensor de 1/6 ″ pode navegar por passagens urológicas estreitas ou pequenos cilindros de motor.

Módulo de câmera endoscópica HD – 1/4″ a 1/3″
Para maiores detalhes, um módulo de câmera endoscópica HD (720p ou 1080p) normalmente usa um sensor de 1/4″ a 1/3″. A área maior permite mais pixels (2 MP) e melhor sensibilidade à luz. Um módulo de câmera endoscópica CMOS com Sony IMX290 de 1/3″ oferece excelente desempenho com pouca luz para laparoscopia médica ou inspeção de turbina, mantendo a ponta abaixo de 6 mm.

Módulo de câmera USB para endoscopia
Muitos endoscópios USB domésticos e profissionais usam um módulo de câmera USB com sensor de 1/4 ″ ou 1/3 ″. O USB os torna plug-and-play, e o sensor maior oferece boa qualidade de imagem para tarefas gerais. Um típico módulo de câmera USB com sensor 1080p (1/4 ″) tem um diâmetro de ponta de 5,5–7 mm – pequeno o suficiente para a maioria dos boroscópios hidráulicos e automotivos.

Módulo de câmera endoscópica CMOS – Tecnologia por trás de pequenos sensores
Todos os endoscópios em miniatura modernos usam um módulo de câmera endoscópica CMOS (CMOS) em vez de CCD. O CMOS integra leitura e amplificação no chip, permitindo tamanhos de matrizes extremamente pequenos. O CMOS retroiluminado (BSI) melhora ainda mais a sensibilidade à luz fraca, mesmo em sensores minúsculos de 1/9″. Para um módulo de câmera endoscópica flexível , o sensor geralmente é montado em uma PCB flexível para suportar dobras repetidas.

Compensações: sensor pequeno versus qualidade de imagem

Exemplos práticos

• Microendoscopia médica (ponta de 1,2 mm) – Utiliza sensor de 1/9″, VGA, foco fixo. O módulo de câmera endoscópica em miniatura costuma ser descartável.

• Boroscópio industrial flexível (ponta de 4 mm) – Usa um 1/4″ 1080p módulo de câmera endoscópica CMOS de . Um módulo flexível de câmera endoscópica serpenteia pelos tubos enquanto fornece imagens nítidas.

• Endoscópio USB para mecânicos (ponta de 5,5 mm) - Utiliza módulo de câmera USB com sensor 1/3 ″ 1080p, anel de LED e foco fixo.

Módulos de câmera endoscópica em miniatura da Sincere
Na Sincere, projetamos produtos de módulos de câmera endoscópica com tamanhos de sensor de 1/9″ a 1/3″:

• Módulo de câmera endoscópica em miniatura – 1/9″ e 1/6″ para endoscópios ultrafinos.

• Módulo de câmera endoscópica HD – 1/4″ e 1/3″ para 720p/1080p.

• Módulo de câmera USB – Endoscópios plug-and-play com sensores de 1/4″ ou 1/3″.

• Módulo de câmera endoscópica Cmos – tecnologia BSI para melhor sensibilidade.

• Módulo de câmera endoscópica flexível – Sensores em PCB flexível para flexão.

• Sensor do módulo da câmera – Seleção personalizada para corresponder ao diâmetro e à resolução.

Resumo
O tamanho do sensor em um módulo de câmera endoscópica em miniatura é uma escolha crítica. Para a ponta menor (1,5–3 mm), um sensor de 1/9″ ou 1/6″ fornece VGA a 720p – o suficiente para microcirurgia ou inspeção de precisão. Para melhor qualidade de imagem (1080p), um sensor de 1/4″ ou 1/3″ fornece um diâmetro de ponta de 4–7 mm. Um módulo de câmera endoscópica CMOS com tecnologia BSI melhora o desempenho com pouca luz, mesmo em sensores pequenos. Se você precisa de um módulo de câmera USB para um boroscópio de consumo ou de um módulo de câmera endoscópica flexível para a indústria, compreender o tamanho do sensor ajuda a equilibrar o diâmetro e a qualidade da imagem.