В чем разница между камерами эндоскопов CCD и CMOS?

Введение
Когда вы выбираете эндоскопическую камеру – для медицинской диагностики, промышленного контроля или проекта «сделай сам», – вы сталкиваетесь с двумя сенсорными технологиями: CCD и CMOS. В течение многих лет ПЗС-матрица считалась золотым стандартом качества изображения. Но сегодня КМОП доминирует почти во всех приложениях, включая эндоскопию. Так в чем же реальная разница и какой из них выбрать? В компании Sure мы разрабатываем сенсорные решения для модулей камер , включая уже более 30 лет индивидуальные конструкции модулей камер для эндоскопов для медицинских и промышленных клиентов. В этой статье объясняются различия и почему CMOS является предпочтительным выбором для большинства современных эндоскопов.

Что такое CCD и CMOS?

• ПЗС (устройство с зарядовой связью): старая технология. Свет создает заряд, который перемещается по кристаллу к одному усилителю. ПЗС-матрицы известны низким уровнем шума и хорошим качеством изображения, но они потребляют больше энергии и стоят дороже.

• CMOS (дополнительный металл-оксид-полупроводник): новая технология, в которой каждый пиксель имеет свой собственный усилитель. CMOS-сенсоры дешевле, потребляют меньше энергии и считываются гораздо быстрее.

Оба преобразуют свет в электрические сигналы, но делают это совершенно по-разному.

Ключевые различия в эндоскопических камерах

Почему CMOS является стандартом для камер эндоскопов

1. Низкое энергопотребление.
Эндоскопы часто работают от аккумулятора (ручные бороскопы, USB-эндоскопы). Камера с модулем CMOS потребляет гораздо меньше энергии, чем ПЗС-матрица, обеспечивая более длительное время работы и меньшее выделение тепла, что критически важно для медицинского использования, где тепло может повредить ткани.

2. Более быстрое считывание и более высокая частота кадров.
Датчики CMOS считывают данные быстрее. Это позволяет создавать модули камеры эндоскопа со скоростью 60 кадров в секунду , которые обеспечивают более плавное видео при движении эндоскопа или при осмотре быстродвижущихся объектов. Эндоскопы на базе ПЗС-матрицы обычно ограничены частотой 30 кадров в секунду или ниже.

3. КМОП меньшего размера
объединяет множество функций на одном чипе, поэтому весь модуль может быть крошечным. Это важно для эндоскопов с USB-модулем камеры , которые должны помещаться в трубку диаметром 5,5 мм или даже 3,9 мм. Модулям CCD часто требуются дополнительные схемы драйверов, что приводит к увеличению их размера.

4. Более низкая стоимость.
Для данного разрешения КМОП дешевле в производстве. Это делает проекты модулей камер эндоскопов более доступными, особенно для бытового и промышленного использования.

5. Совместимость с USB и UVC.
В большинстве современных эндоскопических камер UVC используются датчики CMOS. Протокол UVC безупречно работает с модулями на базе CMOS эндоскопических камер USB2.0 , обеспечивая работу по принципу «включай и работай». Датчики CCD редко используются с USB из-за более высокой мощности и более медленного считывания.

Когда CCD все еще может быть рассмотрено

• Приложения при очень слабом освещении: некоторые высококлассные ПЗС-матрицы имеют немного меньший шум, чем КМОП, при очень слабом освещении. Но современные КМОП-сенсоры с обратной засветкой в ​​значительной степени закрыли этот пробел.

• Специализированная научная визуализация: там, где необходим экстремальный динамический диапазон или определенный спектральный отклик.

Для 99% применений эндоскопов – в медицине, промышленности, автомобилестроении, сантехнике – КМОП является лучшим выбором.

Примеры модулей CMOS-камер для эндоскопов

• Эндоскопическая камера Usb2.0: типичный бороскоп CMOS с разрешением 1080p, который работает с любым ПК или устройством Android (UVC, драйвер не требуется).

• Модуль эндоскопической камеры со скоростью 60 кадров в секунду: высокоскоростная CMOS-матрица для плавного видео при осмотре движущегося оборудования.

• Специальный модуль камеры эндоскопа. Мы разрабатываем модули на базе КМОП с объективом, длиной кабеля и светодиодной подсветкой по вашему выбору.

Как выбрать правильный датчик

1. Требуемая частота кадров: для плавного движения выберите CMOS, поддерживающую частоту 60 кадров в секунду.

2. Ограничения по мощности. Для аккумуляторных устройств CMOS — единственный практичный выбор.

3. Размер: Для эндоскопов малого диаметра (менее 5 мм) CMOS доступна в компактных упаковках; ПЗС нет.

4. Интерфейс: Если вам нужен USB-модуль камеры с UVC, стандартом является CMOS.

Модули эндоскопических камер с CMOS-камерами от компании Sure
. Мы специализируемся на решениях для камер с модулями CMOS для эндоскопии. Мы предлагаем:

• USB-модуль камеры: эндоскопические камеры, совместимые с UVC, с разрешением 720p, 1080p или 4K.

• Ультрафиолетовая эндоскопическая камера: готовые к использованию модули для медицинского и промышленного контроля.

• Камера для эндоскопа USB2.0: доступные, высокопроизводительные модели — 30 кадров в секунду при разрешении 1080p или 60 кадров в секунду при более низком разрешении.

• Модуль камеры эндоскопа со скоростью 60 кадров в секунду: для плавного видеосъемки движущихся объектов.

• Специальный модуль камеры эндоскопа: объектив, кабель и корпус специально разработаны для удовлетворения ваших потребностей.

Все наши модули построены на базе высококачественного сенсора камеры от Sony, OmniVision или других ведущих брендов.

Резюме
Основными различиями между эндоскопическими камерами CCD и CMOS являются мощность, скорость, размер и стоимость. КМОП-датчики потребляют меньше энергии, работают быстрее, меньше и дешевле, что делает их сегодня очевидным выбором практически для всех эндоскопических применений. Нужна ли вам стандартная эндоскопическая камера USB2.0 , высокоскоростной модуль эндоскопической камеры со скоростью 60 кадров в секунду или специальный модуль эндоскопической камеры , CMOS обеспечит ожидаемую производительность и удобство.

Для медицинских, промышленных или бытовых эндоскопов камера с модулем cmos с поддержкой UVC обеспечивает наилучший баланс качества изображения, энергоэффективности и простоты интеграции. Свяжитесь с искренним, чтобы обсудить требования к датчику вашего модуля камеры .