Qual é o tamanho dos módulos típicos de câmera endoscópica?

Introdução
Se você estiver projetando algo que precisa ser visto em espaços apertados – um escopo médico, uma ferramenta de inspeção industrial ou até mesmo um dispositivo DIY – o tamanho é tudo. O módulo da câmera deve passar por qualquer abertura que você tenha. Muito grande e não irá para onde precisa. Muito pequeno e você pode não obter a qualidade de imagem necessária. Então, quais tamanhos existem? Este artigo explica as dimensões típicas do módulo da câmera endoscópica e como escolher o correto.

Por que o tamanho é importante
As câmeras endoscópicas vão onde os olhos humanos não conseguem. Eles precisam passar por passagens estreitas – vasos sanguíneos, cilindros de motores, canos ou pequenos orifícios de acesso. O diâmetro da cabeça da câmera geralmente é o número mais crítico. O comprimento também importa, mas o diâmetro é o que determina se o osciloscópio pode entrar.

Categorias de tamanho

1. Ultraminiatura: Menos de 2 mm
Os menores módulos de endoscópio são usados ​​em aplicações médicas como cardiologia e microcirurgia. Eles podem ter tão pequenos quanto 0,6 mm a 1,9 mm de diâmetro. Nessa escala, o sensor é extremamente pequeno – muitas vezes apenas algumas centenas de milhares de pixels – porque não há espaço para nada maior.

Eles são usados ​​para:

• Procedimentos médicos através de vasos sanguíneos ou ductos biliares

• Microcirurgia

• Inspecionando componentes minúsculos, como injetores de combustível

Um endoscópio com minicâmera desse tamanho requer fabricação de precisão. A lente, o sensor e os LEDs são empilhados com precisão de nível mícron. A maioria deles é personalizada.

2. Pequeno: 2 mm a 4 mm
A faixa de 2 mm a 4 mm é onde reside a maioria dos endoscópios profissionais. Este tamanho equilibra pequenez com qualidade de imagem decente. As resoluções variam de VGA (640×480) a 1080p HD.

Usos comuns:

• Artroscopia médica (articulações) e laparoscopia (abdômen)

• Boroscópios industriais para motores e turbinas

• Inspeção automotiva

Muitos sistemas de câmeras de inspeção industrial usam módulos dessa faixa. Uma câmera de módulo CMOS típica pode ter 3,9 mm de diâmetro – um padrão comum para boroscópios automotivos e industriais.

3. Médio:
Módulos de 4 mm a 8 mm nesta faixa são comuns em endoscópios de consumo e semiprofissionais. Eles podem acomodar sensores maiores e LEDs mais brilhantes, portanto a qualidade da imagem é melhor.

Aplicações:

• Câmeras endoscópicas USB para inspeção residencial e encanamento

• Inspeção industrial geral

• Endoscopia veterinária

Uma câmera endoscópica USB geralmente possui uma cabeça de câmera de 5,5 mm ou 7 mm . Eles são populares porque equilibram custo, qualidade de imagem e acessibilidade. Muitos produtos de câmera modular para consumidores se enquadram nesta categoria.

4. Grande: 8 mm e acima
Módulos maiores são usados ​​quando a qualidade da imagem é mais importante do que o espaço de acesso. Eles podem incluir sensores de alta resolução (até 4K), vários LEDs e até mecanismos articulados.

Usado para:

• Endoscopia médica de alta qualidade onde o detalhe da imagem é fundamental

• Endoscópios cirúrgicos rígidos

• Inspeção industrial especializada onde a resolução é mais importante

Algumas empresas fabricantes de módulos de câmera endoscópica oferecem módulos padrão de 10 mm, 12 mm ou maiores . Estes são menos comuns em ferramentas portáteis, mas usados ​​em sistemas cirúrgicos e fixos.

O que determina o tamanho do módulo?

Tamanho do sensor
O sensor geralmente é o maior componente. Sensores maiores geralmente significam melhor qualidade de imagem porque possuem pixels maiores que capturam mais luz. Mas eles também tornam o módulo maior. Uma câmera de módulo CMOS com sensor de 1/4 de polegada (cerca de 4 mm na diagonal) cabe em um módulo de 5 a 6 mm de diâmetro. Um sensor de 1/2 polegada precisa de mais espaço.

Montagem da lente
O sistema de lentes também ocupa espaço. Campos de visão amplos ou grandes profundidades de campo podem exigir vários elementos de lente. Mais elementos significam módulos mais longos. Os mecanismos de foco automático adicionam comprimento e diâmetro.

Os LEDs de iluminação
ocupam espaço ao redor da lente. Mais LEDs significam luz mais brilhante, mas com diâmetro maior. Alguns projetos usam guias de luz de fibra óptica, que mantêm a cabeça menor, mas precisam de uma fonte de luz externa.

Conexão do cabo
O cabo é conectado à parte traseira do módulo. A espessura do cabo afeta o tamanho geral, especialmente para osciloscópios flexíveis, onde o cabo é vedado na cabeça. Cabos mais grossos são mais duráveis, mas precisam de pontos de vedação maiores.

Carcaça e Vedação
A caixa protetora adiciona espessura. Os módulos médicos necessitam de selos herméticos para esterilização. Os módulos industriais necessitam de impermeabilização (IP67 ou IP68). Os módulos de consumo podem ter caixas mais simples e mais finas.

Tamanho versus qualidade de imagem
Há uma compensação. Módulos menores possuem sensores menores, o que significa:

• Resolução mais baixa

• Pior desempenho com pouca luz

• Menos detalhes

Se você estiver construindo um endoscópio com minicâmera para aplicações onde o tamanho é crítico – como procedimentos médicos através de pequenas incisões – você aceitará uma qualidade de imagem inferior. Se os detalhes da imagem forem mais importantes, como documentar a corrosão da tubulação, você usará um módulo maior.

Tamanhos padrão comuns

Uma câmera endoscópica USB para uso doméstico geralmente tem uma cabeça de 5,5 mm ou 7 mm. É grande o suficiente para sensores decentes e LEDs brilhantes, mas pequeno o suficiente para passar por drenos e orifícios de velas de ignição.

Personalizado versus padrão
Ao adquirir de um fabricante de módulos de câmera endoscópica , você tem duas opções:

Os módulos padrão vêm em tamanhos comuns (como 3,9 mm, 5,5 mm, 7 mm). Eles estão prontos para envio, são mais baratos e mais rápidos. Mas eles podem não atender exatamente às suas necessidades.

Módulos personalizados podem ser construídos em qualquer tamanho que você precisar. Um endoscópio com minicâmera para um dispositivo médico especializado pode precisar de um diâmetro não padrão para caber em uma porta de acesso específica. A personalização permite otimizar tamanho, desempenho e custo.

Como escolher
Ao escolher um módulo, pergunte-se:

1. Qual é a menor abertura que ele precisa passar? Meça. O diâmetro do módulo deve ser menor.

2. Qual qualidade de imagem você precisa? Melhor qualidade necessita de sensores maiores, o que significa módulos maiores.

3. Qual é o meio ambiente? A impermeabilização adiciona espessura. A esterilização médica pode aumentar o volume do alojamento.

4. Qual é o seu orçamento? Módulos menores com alta resolução são mais caros. Uma câmera com módulo CMOS na faixa de 2 a 3 mm custa significativamente mais do que um módulo de 5,5 mm com resolução semelhante.

Resumo
Os módulos de câmeras endoscópicas vêm em tamanhos que vão desde escopos médicos ultraminiaturas de 1 mm até câmeras cirúrgicas rígidas de 10 mm ou mais. Sua escolha depende do espaço de acesso, das necessidades de qualidade de imagem e do ambiente.

• Menos de 2 mm: Microendoscopia médica, industrial de precisão

• 2mm–4mm: boroscópios profissionais, artroscopia médica

• 4 mm–8 mm: endoscópios USB, inspeção geral, encanamento

• 8mm+: escopos médicos rígidos de última geração, aplicações especializadas

Se você precisa de uma câmera endoscópica USB para uso doméstico, uma câmera de inspeção industrial para manutenção de fábrica ou uma câmera de módulo personalizado de um fabricante de módulos de câmera endoscópica , entender esses tamanhos ajuda você a escolher corretamente. Uma câmera com módulo CMOS pode ser construída em praticamente qualquer tamanho, e um endoscópio com minicâmera pode ser personalizado de acordo com suas especificações exatas.

Na Sincere, fabricamos módulos de câmeras endoscópicas em diversos tamanhos e oferecemos design personalizado. Com mais de 30 anos de experiência, podemos ajudá-lo a encontrar ou construir o módulo certo. Entre em contato conosco para discutir suas necessidades.