Модуль эндоскопической USB-камеры с разрешением 12 МП, 4K, автофокусом и 8 светодиодами с регулируемой яркостью.

Обзор продукта

Этот 12-мегапиксельный USB-модуль эндоскопической камеры с автофокусировкой предназначен для OEM-инспекционного оборудования, которому требуется детальное изображение на изменяющихся рабочих расстояниях. Его 1/3,06-дюймовая CMOS-матрица обеспечивает максимальный размер изображения 3840 × 3104, а система автофокусировки охватывает цели примерно от 3,5 см до бесконечности.

Восемь белых светодиодов SMD окружают линзу и поддерживают регулировку яркости для темных полостей и отражающих поверхностей. Встроенный DSP обрабатывает изображения, а интерфейс USB 2.0 UVC упрощает подключение к совместимому хосту. Модуль доступен в компактной конфигурации без покрытия и в более крупной конфигурации со стальным корпусом для проектов, требующих дополнительной механической защиты.

Модуль можно использовать для промышленных бороскопов, инструментов для технического обслуживания, систем исследовательской визуализации, а также для разработки медицинского или ветеринарного оборудования. Производитель конечного оборудования продолжает нести ответственность за проверку качества изображения, герметизации, электробезопасности, материалов, процедур очистки или стерилизации и применимых нормативных требований.

Преимущества продукта

• 12-мегапиксельная CMOS-изображение с максимальным выходным разрешением 3840 × 3104

• Автофокус от примерно 3,5 см до бесконечности

• До 30 кадров в секунду с поддерживаемой конфигурацией сжатого вывода

• Угол обзора по диагонали 80,9° для сбалансированного покрытия

• Диафрагма F/2,2 для эффективного освещения на близком расстоянии.

• Восемь белых светодиодов с регулируемой яркостью 4500–5000 К.

• Встроенный DSP с элементами управления изображением AEC, AGC и AWB

• USB 2.0 UVC-соединение для совместимых хост-систем

• Варианты конструкции с голым модулем и стальной оболочкой

• Питание 5 В и маркированное подключение аппаратного снимка

12-мегапиксельная съемка 4K

Максимальное разрешение 3840 × 3104

1/3,06-дюймовый CMOS-сенсор использует размер пикселей 1,12×1,12 мкм и обеспечивает выходное разрешение до 3840×3104. Это дает оператору больше информации об изображении для документирования поверхностей, сравнения компонентов и просмотра небольших визуальных элементов, чем модуль с более низким разрешением может предоставить при том же кадрировании.

Само по себе разрешение не определяет, можно ли идентифицировать дефект. Характеристики объектива, рабочее расстояние, контрастность поверхности, освещенность, сжатие, масштабирование и движение дисплея — все это влияет на видимый результат. Перед утверждением спецификации изображения образец должен быть протестирован с реальной целью, необходимым расстоянием просмотра и предполагаемым хост-программным обеспечением.

Модуль использует 10-битную обработку АЦП. Автоматическая экспозиция, автоматическое усиление и автоматический баланс белого помогают системе реагировать на изменение условий яркости и цвета, но настройка OEM-изображения все равно может потребоваться, если целевые материалы или условия проверки существенно отличаются от общей сцены испытания.

Частота кадров и пропускная способность USB

Указанная максимальная частота кадров составляет до 30 кадров в секунду при разрешении 12 МП при использовании поддерживаемой конфигурации сжатого видео. Фактическая производительность зависит от выбранного формата UVC, хост-контроллера, пропускной способности USB, программного декодера и компьютера или встроенного процессора.

Если приложению требуется несжатый вывод, очень низкая задержка или непрерывная запись с максимальным разрешением, требуемое разрешение, частоту кадров и формат следует подтвердить вместе. Метка 12 МП не означает, что каждый хост может отображать или записывать 3840 × 3104 со скоростью 30 кадров в секунду в каждом выходном формате.

Автофокус от 3,5 см до бесконечности.

Механизм автофокусировки предназначен для техники, у которой в процессе наблюдения изменяется расстояние между объективом и целью. Это может уменьшить количество движений зонда вперед и назад, необходимое при обследовании поверхностей на разной глубине.

Перечисленный диапазон фокусировки начинается примерно с 3,5 см и простирается до бесконечности. Для тщательного контроля предпочтительное рабочее расстояние должно быть установлено в соответствии с наименьшим объектом, который должен оставаться видимым, требуемым покрытием поля и доступным светодиодным освещением.

Работоспособность автофокусировки следует проверять на реальной цели. Поверхности с высокой отражающей способностью, прозрачные материалы, участки с низкой текстурой, движущаяся жидкость, пар или взвешенные частицы могут сделать фокусировку менее стабильной. В зависимости от конфигурации OEM, поведение фокуса может быть настроено, ограничено или заблокировано для приложения с контролируемым рабочим расстоянием.

Угол обзора 80,9° и оптика F/2,2

Объектив обеспечивает диагональное поле зрения 80,9°. Это обеспечивает более широкий охват, чем узкая инспекционная линза, избегая при этом экстремальной перспективы, связанной с очень широкоугольной оптикой.

Диафрагма F/2,2 обеспечивает сбор света в компактной оптической системе. Яркость изображения по-прежнему зависит от мощности светодиода, расстояния до цели, отражательной способности, экспозиции датчика и конструкции защитного окна или стального корпуса, используемой в готовом устройстве.

Для сравнения размеров, измерений или анализа машинного зрения окончательную оптическую систему следует откалибровать. Поле зрения и количество пикселей сами по себе не определяют точность измерений или характеристики искажений от края до края.

Восемь регулируемых белых светодиодов

Восемь белых светодиодов SMD расположены вокруг передней линзы для освещения близлежащих целей в темных полостях. Указанная цветовая температура составляет 4500–5000 К, что обеспечивает источник нейтрально-белого света для визуализации общего осмотра.

Яркость можно регулировать с помощью выбранной конфигурации аппаратного затемнения. Это полезно при переключении между темными впитывающими материалами и полированным металлом, влажными поверхностями или другими отражающими объектами. Уменьшение мощности светодиодов может ограничить блики и передержку на близком расстоянии, а увеличение может улучшить видимость, когда цель находится дальше от объектива.

Результат освещения следует оценивать после установки камеры в окончательную конструкцию дистального кончика. Защитное стекло, защитное окно, утопленная линза или отражающая стальная кромка могут изменить картину освещения. Покупатели, сравнивающие другие схемы освещения, могут ознакомиться с линейкой светодиодных модулей камеры-эндоскопа.

Варианты «голого» модуля и стального корпуса

Конфигурация без покрытия Φ12,5 мм

Компактная голая конфигурация имеет диаметр примерно 12,5 мм. Он предназначен для производителей оборудования, которые обеспечивают окружающий корпус, монтажную конструкцию, разгрузку от натяжения и защиту от воздействия окружающей среды в своем собственном устройстве.

Незащищенный модуль не должен подвергаться непосредственным механическим нагрузкам, чистящим жидкостям или многократному обращению. Корпус, спроектированный заказчиком, должен поддерживать печатную плату и оптический блок, не передавая натяжение кабеля или нагрузку при сборке на линзу и датчик.

Конфигурация стального корпуса диаметром 14,5 мм

В защищенной конфигурации используется стальной корпус диаметром примерно 14,5 мм. На справочном чертеже показана цилиндрическая конструкция с передней панелью из восьми светодиодов, внутренней секцией DSP и резьбовыми механическими интерфейсами с маркировкой M14 × 0,5 и M13,7 × 0,5.

В перечне продуктов обозначена конфигурация со стальным корпусом как IP67. Этот рейтинг должен быть подтвержден в утвержденной спецификации проекта и применяется только к протестированной конфигурации. Весь эндоскоп, включая кабельный ввод, соединения, разъем, ручку и любую шарнирную конструкцию, требует собственной проверки герметичности.

Указанная длина модуля составляет 36,6 мм. Поскольку механические детали могут различаться в версиях с голым корпусом и со стальным корпусом, утвержденный габаритный чертеж должен контролировать проектирование оборудования и приемку производства.

DSP и контактный интерфейс

Встроенный DSP поддерживает обработку изображений вблизи головки камеры. Прилагаемая схема контактов определяет следующие соединения:

• Светодиод 5В для цепи освещения

• SNAP для входа управления аппаратными снимками

• GND для общего заземления

• DP и DM для дифференциальных данных USB

• 5В для питания модуля камеры

Разработчик оборудования должен подтвердить ориентацию разъема, последовательность контактов, требования к току, логику запуска моментального снимка и метод заземления, прежде чем создавать жгут проводов прототипа. Подача питания не на тот контакт или попадание токов двигателя и светодиода в неподходящий обратный путь может повлиять на стабильность изображения или повредить модуль.

Кабель и разъем требуют защиты от натяжения. Повторные изгибы следует избегать в месте входа в головку камеры, а также в местах пайки или обжима.

Интеграция USB 2.0 UVC

Модуль использует интерфейс USB 2.0 и поддерживает работу UVC с совместимыми хостами. UVC может сократить работу по разработке драйверов, поскольку признанные хост-системы могут получать видеопоток через стандартный интерфейс видеокласса.

В стандартном списке продуктов указаны Windows XP и Windows 7. Другие платформы с поддержкой UVC, включая более новые версии Windows, macOS, Linux и Android, должны быть проверены с выбранной прошивкой, разъемом, хост-контроллером или OTG и прикладным программным обеспечением.

Для OEM-проекта подтвердите:

• Требуемое разрешение и частота кадров

• MJPEG или другой поддерживаемый формат вывода.

• USB-хост или возможность OTG

• Тип разъема и длина кабеля

• Поведение при вводе снимка

• Метод управления затемнением светодиодов

• Требования к предварительному просмотру программного обеспечения и записи

• Доступная мощность от хоста

Разработчики оборудования, сравнивающие цифровые конфигурации, могут ознакомиться с более широким ассортиментом модулей USB-камер для эндоскопов.

Управление изображением и условия эксплуатации

Автоматический контроль экспозиции корректирует настройки интеграции при изменении яркости сцены. Автоматическая регулировка усиления может повысить сигнал изображения в темных условиях, а автоматический баланс белого компенсирует цветовые характеристики светодиодов и цели. Эти функции поддерживают просмотр общего назначения, но могут потребовать настройки для конкретного проекта, где важна стабильность цвета или уровень шума.

Модуль рассчитан на питание 5 В и рассчитан на работу при температуре от 0°C до 50°C. Это рабочий диапазон компонента, а не температурный диапазон стерилизации, химической очистки или полностью герметичного зонда.

Тепловые характеристики следует проверять со светодиодами при предполагаемой яркости и рабочем цикле. Голый модуль опирается на корпус заказчика в плане механической поддержки и управления теплом, тогда как стальной корпус меняет теплообмен и воздействие окружающей среды. Ни одна из структур не устраняет необходимость проверки окончательной сборки.

Проекты, требующие защищенных датчиков, могут сравниваться с вариантами водонепроницаемого модуля камеры эндоскопа, но степень защиты должна соответствовать фактической жидкости, давлению, продолжительности и условиям очистки.

Области применения

Промышленное оборудование для бороскопов

Модуль может поддерживать устройства контроля, используемые для двигателей, коробок передач, гидравлических компонентов, обработанных полостей, внутренних частей труб и узлов, которые невозможно наблюдать напрямую. Автофокус полезен при изменении расстояния до цели, а регулируемые светодиоды помогают управлять темными областями и отражающими металлическими поверхностями.

Для аэрокосмической, химической, масляной, влажной или заполненной мусором сред готовый зонд должен быть аттестован на ожидаемую температуру, вибрацию, жидкость, давление и абразивное воздействие. В линейке модулей промышленных камер для эндоскопов доступны дополнительные конфигурации для конкретных приложений.

Инструменты обслуживания и инфраструктуры

Камеру можно интегрировать в инструменты для обслуживания проходов систем отопления, вентиляции и кондиционирования, дренажных систем, полостей стен, корпусов оборудования и других ограниченных пространств. От полной конструкции устройства зависит длина вставки, шарнирное соединение, защита кабеля и возможность безопасного использования камеры во влажных или загрязненных помещениях.

Системы исследований и документации

Выходное разрешение 12 МП может поддерживать лабораторные наблюдения, документирование образцов, сравнение компонентов и другие задачи обработки изображений, для которых необходимы подробные неподвижные кадры. Окончательное расстояние от линзы до мишени и геометрия освещения должны быть установлены путем выборочного тестирования.

Разработка медицинского и ветеринарного оборудования

Модуль может быть оценен как компонент визуализации для медицинского, стоматологического, ЛОР-, дерматологического или ветеринарного оборудования для наблюдения. Это не полноценное медицинское устройство. Производитель оборудования должен определить предполагаемое использование и выполнить работу по применимому материалу, биосовместимости, электробезопасности, очистке или стерилизации, управлению рисками, клиническим характеристикам и нормативным требованиям.

OEM-конфигурация и образец утверждения

Обсуждения конфигурации OEM могут охватывать:

• Механическая конструкция с голым корпусом или стальным корпусом

• Диаметр, длина упаковки и требования к резьбе

• Поле зрения объектива и поведение автофокусировки

• Фиксированный фокус или ограниченный фокус для контролируемых расстояний

• Яркость светодиодов, способ управления и цветовая температура

• Длина кабеля, разъем и защита от натяжения

• Комбинация формата вывода USB и частоты кадров

• Ввод моментальных снимков и интеграция с платой управления

• Экспозиция, усиление, баланс белого и настройка цвета.

• Уровень защиты и метод герметизации

• Количество образцов и ожидаемый объем производства

Изменения в оптике, освещении, кабеле или прошивке могут повлиять на качество изображения, пропускную способность, тепловыделение, мощность, цену и время выполнения заказа. Используйте услугу специального модуля камеры эндоскопа, если стандартная конфигурация не соответствует целевому оборудованию.

Практический процесс утверждения образца включает в себя:

1. Подтвердите доступный диаметр, жесткую длину и крепежную резьбу.

2. Определите размер цели, диапазон расстояний и покрытие поля.

3. Выберите голую конструкцию или конструкцию со стальным корпусом.

4. Подтвердите формат USB, хост-платформу и необходимую частоту кадров.

5. Проверьте автофокусировку на реальных целевых поверхностях.

6. Проверьте яркость светодиода, блики и цветопередачу.

7. Проверьте непрерывную потоковую передачу, поведение снимков и запись.

8. Измерьте повышение температуры при предполагаемом рабочем цикле светодиода.

9. Полные испытания на герметичность и воздействие окружающей среды для конечного зонда.

10. Перед началом производства заморозьте утвержденный чертеж, встроенное ПО, кабель и критерии проверки.

Технические характеристики

Часто задаваемые вопросы

Может ли USB 2.0 передавать видео с разрешением 12 МП со скоростью 30 кадров в секунду?

Указанная производительность при частоте 30 кадров в секунду зависит от использования поддерживаемой конфигурации сжатого вывода и соответствующего хоста. Во время выборочного тестирования проверьте разрешение, формат видео, USB-контроллер, декодер и программное обеспечение для записи.

Когда автофокус полезнее фиксированного?

Автофокусировка полезна, когда расстояние до цели меняется или когда оператору необходимо наблюдать за поверхностями на нескольких глубинах. Фиксированный или заблокированный фокус может быть более воспроизводимым, если устройство всегда работает на одном контролируемом рабочем расстоянии.

Можно ли зафиксировать положение автофокуса?

Управление фокусом можно обсудить для OEM-конфигурации. В зависимости от выбранной прошивки и оборудования поведение фокусировки может быть ограничено или заблокировано, чтобы уменьшить нежелательную перефокусировку в сценах с низким содержанием текстур, бликов или заполненных частицами.

Как затемняются восемь светодиодов?

Стандартная конфигурация может использовать аппаратную регулировку яркости. OEM-проект может оценить встроенное управление или другой поддерживаемый метод платы управления. Прежде чем утверждать жгут проводов и встроенное ПО, подтвердите требуемый подход к управлению.

В чем разница между версиями диаметром 12,5 мм и 14,5 мм?

Опция Φ12,5 мм представляет собой компактную пустую конфигурацию, предназначенную для интеграции в собственный корпус заказчика. Вариант диаметром примерно 14,5 мм добавляет стальной корпус и переднюю конструкцию из восьми светодиодов, показанную на справочном рисунке.

Охватывает ли класс IP67 весь эндоскоп?

Нет. Указанное описание относится к указанной конфигурации камеры со стальным корпусом. Кабельные вводы, соединения, разъемы, ручки и остальная часть готового устройства требуют отдельной разработки и проверки герметизации.

Можно ли использовать этот модуль в медицинском оборудовании?

Его можно оценивать как компонент визуализации, но полное медицинское устройство должно быть разработано и проверено для использования по назначению. Производитель устройства несет ответственность за материалы, биосовместимость, электробезопасность, очистку или стерилизацию, управление рисками, производительность и соответствие нормативным требованиям.

Гарантирует ли 12МП, что будут видны очень мелкие дефекты?

Нет. Обнаруживаемость зависит от размера дефекта, контрастности, рабочего расстояния, характеристик объектива, освещения, сжатия и отображения. Утверждение должно основываться на образцах изображений реальной цели, а не только на разрешении.

Какая информация необходима для коммерческого предложения?

Укажите применение, доступный диаметр и фиксированную длину, целевое рабочее расстояние, необходимое поле зрения, хост-систему, разрешение и частоту кадров, формат USB, требования к кабелю и разъему, метод управления светодиодами, рабочую среду, требования к защите, количество образцов и ожидаемый объем производства.