Ce senzori sunt utilizați în camerele endoscopice moderne?

Introducere
Un modul de cameră endoscopică este la fel de bun ca senzorul din interiorul acestuia. Senzorul transformă lumina într-un semnal electronic, afectând claritatea, culoarea și performanța la lumină slabă. Endoscoapele mai vechi foloseau senzori CCD, dar modelele de astăzi se bazează aproape în întregime pe CMOS Camera Module . tehnologia Acest articol analizează senzorii obișnuiți ai camerelor endoscopice moderne – de la cipurile minuscule care permit modelele de module mici de cameră până la senzorii de înaltă rezoluție din cu module de cameră USB Endoscope . produsele

De ce s-au înlocuit CMOS
Senzorii CCD CCD au fost odată standard, deoarece aveau zgomot redus și calitatea bună. Acum, senzorii CMOS Camera Module domină din mai multe motive:

• Putere redusă – important pentru lunete portabile alimentate cu baterie.

• Integrare mai mare – ADC-urile pe cip și sincronizarea reduc componentele externe.

• Citire mai rapidă – acceptă rate de cadre ridicate și mai puțină estompare a mișcării.

• Dimensiune mai mică – permite modele mici de module de cameră sub 3 mm.

Dimensiuni și rezoluții comune ale senzorilor

Un modul de cameră cu senzor trebuie să echilibreze numărul de pixeli, dimensiunea pixelilor (sensibilitatea la lumină) și diametrul total. Un senzor de 1/9 inch cu pixeli de 1,4 µm se potrivește unui vârf de 1,5 mm, dar performanța la lumină slabă este slabă. Un senzor 1/3″ 1080p (de exemplu, Sony IMX290) are pixeli de 2,9 µm – sensibilitate mare – dar vârful crește la 5-6 mm.

Familii populare de senzori

1. Seria Sony IMX (Starvis / Starvis 2)
Senzorii Sony IMX sunt cei mai folosiți în endoscoapele profesionale. Tehnologia cu iluminare din spate (BSI) mărește sensibilitatea la lumină scăzută – critică atunci când iluminarea LED este limitată. Modele comune:

• IMX290 – 2.1 MP (1080p), 1/2.8″, 2.9 µm pixeli. Lumină scăzută excelentă. Folosit în laparoscoape și boroscoape.

• IMX307 – 2.1 MP, 1/2.8″, similar cu IMX290 cu diferite opțiuni de ieșire. Popular în produsele pentru modulul camerei USB Endoscope .

• IMX415 – 8 MP (4K), 1/2.8″, 1.45 µm pixeli. Folosit în endoscoapele 4K de ultimă generație.

2. Senzori medicali OmniVision
OmniVision produce senzori foarte mici pentru micro-endoscopie și de unică folosință. OV6948 este un modul mic de cameră complet – un cip de 0,65 mm × 0,65 mm cu lentilă integrată, potrivit pentru vasele de sânge și canalele lacrimale. Alte modele:

• OV9732 – 1/9″, 720p, pentru lunete ultra-subțiri.

• OV2740 – 1080p, folosit în unele endoscoape reutilizabile.

3. Alți producători (ST, ON Semi, GalaxyCore)
Mai puțin obișnuiți, dar se găsesc în domeniile cu costuri reduse sau specializate. De exemplu, obturatorul global VD56G3 de la ST este utilizat în boroscoape industriale unde neclaritatea de mișcare trebuie eliminată.

Caracteristici cheie ale senzorului pentru endoscopie

• Obturatorul global vs. obturatorul rulant – Obturatorul rulant este obișnuit (mai bună lumină scăzută, costuri mai mici). Pentru mișcare rapidă, este de preferat obturatorul global.

• Gamă dinamică ridicată (HDR) – Esențială pentru scenele cu reflexe luminoase și umbre întunecate. Mulți senzori Sony IMX au HDR eșalonat.

• Curent de întuneric scăzut – Reduce zgomotul în timpul expunerilor lungi.

• Iluminat din spate (BSI) – Aproape toți senzorii moderni pentru endoscop folosesc BSI pentru o captare mai bună a luminii.

Cum se potrivesc senzorii într-un modul mic de cameră
Ambalajul senzorului afectează dimensiunea:

• CSP (Chip Scale Package) – Senzor într-un pachet mic de plastic sau ceramică cu bile de lipit. Ușor de asamblat, dar adaugă grosime.

• COB (cip la bord) – matriță goală lipită direct de PCB și legată prin sârmă. Fără pachet – cel mai subțire modul mic de cameră . COB este preferat pentru endoscoapele sub-5 mm.

Modulul camerei endoscopului USB – alegerile senzorului
Un modul al camerei endoscopului USB se conectează la un computer sau smartphone. Majoritatea folosesc senzori 1080p (2 MP) precum Sony IMX307 sau OmniVision OV2710. Acestea sunt alese deoarece:

• Funcționează bine cu podurile UVC (USB Video Class).

• Performanța la lumină scăzută este acceptabilă pentru inspecția generală.

• Sunt rentabile.

Pentru endoscoapele USB de ultimă generație, poate fi utilizat un senzor 4K precum IMX415, dar pentru asta necesită USB 3.0 și un cip bridge mai scump.

Compensații: mic vs. capabil
Un modul mic de cameră (vârf sub 3 mm) nu poate fi încadrat într-un senzor de 1/3 inch. Designerii trebuie să accepte o rezoluție mai mică (720p sau VGA) și o sensibilitate mai slabă la lumină scăzută. În schimb, aceștia obțin acces la spații foarte înguste, cum ar fi un vas de sânge sau un mic injector de combustibil.

Modulele pentru camere endoscopice Sincere
La Sincere, oferim modele de module pentru camere endoscopice cu multe opțiuni de senzori:

• Modul mic de cameră – cu un diametru de până la 1,5 mm folosind senzori OV6948 sau mai mari pentru vârfuri mai mari.

• Modul camera CMOS – Sony IMX307, IMX415, OmniVision OV9732 și altele.

• Modul de cameră cu senzor – selecție și ambalare personalizate a senzorului (CSP sau COB).

• Modul de cameră USB Endoscop – modele 1080p și 4K, compatibil UVC.

Rezumat
Camerele moderne de endoscop folosesc CMOS Camera Module . aproape exclusiv senzori Familiile populare sunt Sony IMX (luminozitate foarte scăzută) și OmniVision (ultra-mic). Dimensiunea senzorului – de la 1/9″ la 1/3″ – determină diametrul vârfului și calitatea imaginii. Un mic modul de cameră cu un senzor de 1/9 inch se potrivește în spații mici, dar sacrifică detaliile și sensibilitatea. Un modul de cameră endoscop USB utilizează de obicei un senzor de 1/2,8″ 1080p pentru un echilibru bun între performanță și cost. Înțelegerea opțiunilor modulului de cameră cu senzori vă ajută să alegeți domeniul potrivit pentru nevoile dumneavoastră medicale sau industriale.

Contactați Sincere pentru a discuta despre cerințele senzorului pentru modulul camerei endoscopice .