Каковы основные компоненты модуля камеры эндоскопа?

Введение
Модуль камеры эндоскопа — это небольшая система визуализации внутри каждого бороскопа или медицинского аппарата. Он позволяет вам заглянуть в ограниченное пространство — внутри двигателей, за стенами или внутри человеческого тела. Несмотря на свой крошечный размер, этот модуль содержит несколько прецизионных частей, которые работают вместе для захвата и передачи изображений. В этой статье объясняются основные компоненты и назначение каждого из них.

Что такое модуль камеры эндоскопа?
Модуль камеры эндоскопа представляет собой миниатюрную камеру, предназначенную для работы в ограниченном пространстве. Это основа любого эндоскопического устройства. Модуль захватывает видео из труднодоступных мест и отправляет его на экран для просмотра в реальном времени. Типичная USB-камера для эндоскопа содержит все необходимые компоненты визуализации, упакованные в достаточно маленький корпус, чтобы пройти через узкие отверстия.

В промышленных условиях эти модули используются в промышленных бороскопах для проверки машин, турбин и трубопроводов без разборки.

Основные компоненты

1. Линза
Линза – это первая часть света, на которую попадает свет. Он собирает и фокусирует свет на датчике изображения. В модуле эндоскопа линза должна быть очень маленькой — часто всего 1–2 миллиметра в диаметре — и при этом обеспечивать четкий и широкий обзор.

Линзы эндоскопа изготавливаются из стекла или высококачественного пластика. Некоторые используют несколько линз, сложенных вместе, чтобы улучшить качество изображения. Медицинскому эндоскопу может потребоваться линза с широким полем зрения (например, 120° или более), чтобы видеть как можно большую площадь.

Объектив также определяет глубину резкости — какая часть изображения остается в фокусе на разных расстояниях. Камера для эндоскопического контроля требует хорошей глубины резкости, чтобы объекты на разных расстояниях оставались четкими без постоянной регулировки.

2. Датчик изображения.
За объективом находится датчик изображения. Этот чип является сердцем модуля камеры. Он покрыт миллионами светочувствительных пикселей, которые преобразуют свет в электрические сигналы. В большинстве модулей эндоскопов сегодня используются датчики CMOS, поскольку они потребляют меньше энергии, выделяют меньше тепла и могут быть уменьшены по размеру.

Типичный датчик модуля камеры в эндоскопе может иметь размер всего несколько миллиметров в поперечнике, но содержать от 1 до 5 мегапикселей. Более высокое разрешение позволяет инспекторам видеть более мелкие детали, такие как микротрещины в металле или незначительные изменения цвета тканей.

Чувствительность датчика к свету, определяемая размером пикселя, влияет на то, насколько хорошо камера работает в темноте. Поскольку эндоскопы часто работают в темных помещениях, это имеет значение.

3. Система освещения.
Без света невозможно сделать снимок, а места, которые исследуют эндоскопы, обычно темные. Вот почему каждый модуль эндоскопа оснащен подсветкой.

В большинстве современных модулей используются крошечные светодиоды, установленные вокруг объектива камеры. Они обеспечивают яркий белый свет для освещения территории. В некоторых конструкциях свет поступает по оптоволоконным кабелям от удаленного источника, благодаря чему головка камеры становится еще меньше.

Количество и яркость светодиодов влияют на качество изображения. Хорошая камера для эндоскопического осмотра имеет регулируемую подсветку для различных условий — от осмотра крупным планом до больших полостей.

4. Печатная плата.
Все электронные компоненты необходимо соединить, и это работа печатной платы (PCB). В модуле эндоскопа печатная плата часто имеет крошечные размеры и может быть гибкой, чтобы помещаться в ограниченном пространстве.

На печатной плате находится датчик изображения и другие компоненты. Он также обеспечивает передачу видеосигнала и подачу питания. В модуле USB-эндоскопической камеры печатная плата подключается к интерфейсу USB, управляя как данными, так и питанием.

Некоторые модули включают в себя процессор сигналов изображения (ISP) на той же плате. Интернет-провайдер выполняет цветокоррекцию, шумоподавление и повышение резкости изображения до того, как видео покинет модуль.

5. Кабель и разъем.
Как только датчик захватывает изображение, эти данные должны быть переданы на дисплей. Это то, что делает кабель.

В USB-эндоскопической камере кабель передает видео с головки камеры на USB-разъем. Он также обеспечивает питание для работы камеры и светодиодов. Кабель должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать изгиб, особенно в промышленных бороскопах , которые приходится обходить препятствия.

USB — популярный интерфейс, поскольку он универсален и прост. Камера эндоскопа Plug and Play , подключаемая через USB, не требует специального программного обеспечения — просто подключите ее, и она будет работать как стандартная камера на вашем компьютере.

6. Корпус
Все эти хрупкие детали нуждаются в защите. Корпус удерживает все вместе и обеспечивает точное выравнивание между объективом и сенсором, что крайне важно для сохранения фокуса изображения.

Корпус медицинских эндоскопов должен быть стерилизуемым. В промышленных моделях он должен быть водонепроницаемым, пыленепроницаемым и химически стойким. Многие прицелы имеют степень защиты IP (например, IP67) для работы во влажной среде.

Корпус также определяет диаметр головки камеры. Чем меньше, тем лучше, так как он проходит через более узкие отверстия. Некоторые головки камер эндоскопов-бороскопов имеют ширину всего 2–4 миллиметра.

Как они работают вместе
При использовании эндоскопической камеры с функцией Plug and Play :

1. Свет проникает через линзу и фокусируется на датчике.

2. Датчик преобразует свет в электрические сигналы

3. Светодиоды освещают сцену

4. Плата обрабатывает данные

5. Кабель передает видео на USB-порт.

6. На вашем экране отображается живое изображение

Все это происходит в реальном времени с минимальной задержкой, что крайне важно для наведения прицела в ограниченном пространстве.

Разные типы для разного использования

Модули медицинских эндоскопов.
Медицинские модули должны отвечать строгим требованиям по стерилизации и качеству изображения. Их используют при колоноскопии, гастроскопии и лапароскопии. Медицинской эндоскопической камере для осмотра необходима точная цветопередача, чтобы врачи могли правильно определить состояние тканей.

Модули промышленных бороскопов.
Промышленные модули имеют более прочную конструкцию. Они проверяют:

• Турбины реактивных двигателей от трещин

• Внутренние части трубопроводов на предмет коррозии

• Автомобильные двигатели с накоплением углерода

• Строительные конструкции для скрытых повреждений

Эти промышленные бороскопы часто имеют сменные наконечники и шарнирные головки, которые сгибаются.

Модули USB-эндоскопов
Бытовые и профессиональные USB-эндоскопы доступны по цене и просты в использовании. Модуль USB-камеры-эндоскопа подключается напрямую к ноутбуку или смартфону, превращая его в инструмент проверки. Лучшими из них являются эндоскопические камеры, работающие по принципу «подключай и работай» , которые работают без установки драйверов.

Резюме:
Модуль камеры эндоскопа вмещает в себе многое: объектив, датчик, светодиоды, печатную плату, кабель и корпус. Каждая часть выполняет определенную задачу:

• Объектив: фокусирует свет.

• Датчик: преобразует свет в данные

• Светодиоды: освещают темные пространства

• Печатная плата: обрабатывает и передает сигналы.

• Кабель: обеспечивает питание и видео.

• Корпус: защищает и выравнивает все

Нужна ли вам медицинская эндоскопическая камера для бороскопа , прочные промышленные бороскопы или простая эндоскопическая камера с функцией Plug and Play , понимание этих компонентов поможет вам выбрать правильный инструмент.

Компания «Синер» производит модули камер для многих применений, включая компактные датчики, используемые в инспекционном оборудовании. Если вы разрабатываете продукт, для которого требуется модуль USB-эндоскопической камеры , или у вас есть вопросы о том, какой датчик модуля камеры подходит для вашего проекта, свяжитесь с нами. Мы здесь, чтобы помочь.