Cum minimizi dimensiunea modulului camerei?

Introducere
În multe dispozitive moderne – modulul camerei endoscopice medicale , drone, dispozitive portabile și smartphone-uri – spațiul este un lux. O cameră mai mică permite produse mai subțiri, instrumente medicale mai puțin invazive și mai mult spațiu pentru alte părți. Dar micșorarea unei camere fără a pierde calitatea imaginii nu este ușoară. Acest articol prezintă modalități practice de a minimiza dimensiunea modulului camerei , indiferent dacă proiectați un modul de cameră OEM personalizat sau alegeți un modul standard de cameră USB sau un modul de cameră HD.

De ce contează dimensiunea

• Endoscoape medicale – un vârf mai mic reduce disconfortul pacientului și ajunge la pasaje mai înguste.

• Electronice de larg consum – smartphone-uri, ochelari inteligenți, drone au nevoie de camere ultracompacte.

• Boroscoape industriale – camerele mici se potrivesc în găurile de inspecție mai strânse.

O cameră mare forțează compromisuri de design. Făcându-l mai mic, câștigi flexibilitate.

1. Alegeți un senzor cu factor de formă mic
Senzorul de imagine este partea cea mai mare. Pentru a-l micșora:

• Alegeți o matriță cu senzor mai mică (de exemplu, 1/9″ în loc de 1/3″). Acest lucru reduce dimensiunea pixelilor și performanța la lumină scăzută - un compromis.

• Utilizați ambalaj la nivel de plachetă (WLP) – senzorul este ambalat fără o carcasă voluminoasă din ceramică sau plastic.

• Pentru un modul de cameră endoscopică , OmniVision OV6948 integrează obiectivul și senzorul într-un singur cip de 0,65 mm × 0,65 mm.

2. Utilizați ansamblul Chip-on-Board (COB)
Senzorii tradiționali vin într-un pachet de protecție (PLCC, CSP). COB montează matrița goală direct pe PCB, îndepărtând pachetul. Beneficii:

• Înălțime mai mică – fără grosimea pachetului.

• Amprentă mai mică – fără leaduri sau marje suplimentare.

• Transfer de căldură mai bun – muriți direct la bord.

COB este obișnuit în producția de volum mare de module de cameră OEM , în special pentru modelele de module de cameră HD .

3. Folosiți o lentilă de placă în loc de M12
Multe modele de module de cameră USB utilizează un obiectiv M12 (filet cu diametrul de 12 mm). Pentru compactitate:

• Alegeți o lentilă de placă (montură S) – lipită direct pe senzor sau pe un suport mic. Fără fir, fără inel de blocare.

• Lentilele plăcii pot avea un diametru de până la 3 mm. Sunt cu focalizare fixă, ceea ce este bine pentru multe utilizări.

Pentru un modul de cameră endoscopică , lentilele de placă sunt singura alegere practică – vârful trebuie să fie sub 5 mm.

4. Utilizați PCB-uri flexibile
Placa care ține senzorul și componentele poate fi redusă prin:

• Folosind un circuit imprimat flexibil (FPC) în loc de o placă rigidă. Flexul poate fi pliat, făcând capul camerei foarte subțire.

• Plasarea componentelor pasive pe flex sau integrarea lor în propriul substrat al senzorului.

• Pentru un modul de cameră USB , puneți cipul punte și conectorul USB pe o placă rigidă minusculă care se pliază în spatele senzorului.

5. Simplificați interfața
Interfața electronică adaugă volum. Pentru a micșora:

• Utilizați MIPI CSI‑2 direct – fără cip bridge. Senzorul transmite video direct către procesor. Salvează un întreg IC.

• Dacă este nevoie de USB, alegeți un cip de punte USB într-un pachet WLCSP mic (de exemplu, 3 mm × 3 mm) și combinați-l cu senzorul pe o singură placă.

• Pentru un modul de cameră HD , o ieșire MIPI brută este mult mai compactă decât USB.

6. Reduceți numărul de elemente ale lentilelor
Lentilele de înaltă calitate folosesc mai multe elemente (5-6 bucăți de sticlă). Fiecare adaugă lungime și diametru. Pentru a micșora:

• Utilizați lentile asferice din plastic – una asferică le poate înlocui pe două sferice.

• Acceptați o calitate a imaginii puțin mai scăzută (de exemplu, colțuri mai moi) dacă aplicația dvs. nu are nevoie de margini perfecte.

• Pentru un modul de cameră endoscopică , o singură lentilă asferică din plastic este obișnuită – funcționează bine la un diametru de 2 mm.

7. Integrați LED-uri pe același substrat
Multe module de camere au LED-uri pentru iluminare. În loc de o placă LED separată:

• Plasați LED-urile direct pe același PCB sau flex ca senzorul.

• Utilizați matrițe cu LED-uri goale (chip-on-board pentru LED-uri) în loc de LED-uri ambalate.

• Pentru un modul de cameră USB utilizat ca boroscop, acest lucru economisește aproximativ 1–2 mm în diametru.

8. Personalizați forma (modul camerei OEM)
Modulele disponibile sunt pătrate sau rotunde. Un modul de cameră OEM poate fi modelat pentru a se potrivi exact cu carcasa dvs.:

• Faceți ca PCB-ul să nu fie dreptunghiular – în formă de L, decupat sau un semicerc.

• Așezați conectorul pe o extensie flexibilă care se îndepărtează de capul camerei.

• Pentru un modul de cameră pentru endoscop medical , întreg vârful este adesea un cilindru personalizat cu lentilă, senzor și LED-uri plasate într-un tub subțire de metal.

9. Eliminați caracteristicile inutile
Fiecare caracteristică suplimentară adaugă dimensiune. Întrebați-vă:

• Ai nevoie de autofocus? Focalizarea fixă ​​salvează actuatorul VCM (1–2 mm).

• Aveți nevoie de un filtru detașabil IR-cut? Numai pentru lumină vizibilă, un filtru fix este mai mic.

• Aveți nevoie de un ISP separat? Integrați ISP-ul în senzor sau procesor gazdă.

Pentru un modul de cameră HD utilizat numai în condiții de luminozitate, îndepărtarea filtrului de tăiere IR și utilizarea unui obiectiv simplu poate reduce dimensiunea cu 20%.

10. Lucrați cu un producător OEM cu experiență
Proiectarea unei camere mici necesită cunoștințe mecanice, optice și electrice. Un furnizor de module de cameră OEM cu experiență precum Sincere poate:

• Optimizați aspectul pentru o amprentă minimă.

• Sursă cele mai mici componente (senzori, pasivi, conectori).

• Utilizați asamblare avansată (COB, optică la nivel de plachetă).

Rezumat
Pentru a minimiza dimensiunea modulului camerei , concentrați-vă pe ambalajul senzorului (COB, la nivel de plachetă), tipul lentilei (lentila plăcii în loc de M12), interfața (MIPI prin USB) și modelarea personalizată (PCB-uri flexibile, plăci neregulate). Pentru un modul de cameră endoscopică , fiecare milimetru contează – lentilele COB și placa sunt esențiale. Un modul de cameră USB poate fi micșorat cu un mic cip bridge și LED-uri la bord. Un modul de cameră HD beneficiază de MIPI și lentile asferice din plastic. Prin echilibrarea acestor tehnici, puteți obține cea mai mică cameră posibilă pentru proiectul dvs.

Contactați Sincere pentru a discuta despre proiectul dvs. de miniaturizare a modulului camerei OEM .