Görüntüleme: 0 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Tarihi: 2026-05-30 Kaynak: Alan
Ultra‑miniature camera modules are the hidden eyes inside medical endoscopes, industrial borescopes, wearable devices, and even micro‑drones. 2 mm çaplı bir tüpe sığan ve aynı zamanda keskin, renk açısından doğru görüntüler sunan bir kamera tasarlamak ciddi bir mühendislik sorunudur. Bu makalede, modül kamera sensörünün seçilmesinden nihai ürünün montajına kadar ultra minyatür kamera modüllerinin tasarımında yer alan temel adımları ve ödünleşimleri açıklıyoruz.
Bir kamera modülü, dış çapı 4 mm'den az olduğunda ve genellikle 1 mm ila 2 mm kadar küçük olduğunda 'ultra minyatür' olarak kabul edilir. Bu tür modüller tipik olarak ucun dar kan damarlarını, gözyaşı kanallarını veya küçük motor bileşenlerini yönlendirmesi gereken endoskop kamera modülü uygulamalarında kullanılır. Boyutuna rağmen 720p, 1080p ve hatta 4K video çıkışı yapmaları gerekebilir.
Ultra minyatür tasarımın temel özellikleri:
Son derece küçük mercek çerçevesi (genellikle özel yapım cam veya plastik).
Chip-on-Board (COB) teknolojisiyle birleştirilmiş çıplak kalıp sensörü.
Sert PCB yerine esnek baskılı devre (FPC).
Lens çevresinde entegre LED aydınlatma.
Tıbbi veya endüstriyel kullanım için su geçirmez sızdırmazlık (IP67/IP68).
Sensör herhangi bir kameranın kalbidir. Ultra minyatür tasarımlar için standart paketlenmiş sensör kullanamazsınız. Bunun yerine, doğrudan esnek devreye kabloyla bağlanabilen çıplak bir kalıba ihtiyacınız var. Ortak seçenekler şunları içerir:
OmniVision OV6948 – tek kullanımlık endoskoplarda kullanılan entegre lensli 0,65 mm × 0,65 mm sensör.
Sony IMX290 (çıplak kalıplı versiyon) – 1/2,8″ sensör, çok daha büyük ancak yine de 4‑5 mm'lik uçla mümkündür.
Daha yüksek çözünürlük için 4k endoskop kamera modülünde Sony IMX415 çıplak kalıp kullanılabilir ancak bu, uç çapını yaklaşık 4 mm'ye çıkarır.
Temel bir 720p kamera modülü için OV9732 (1/9″) gibi sensörler popülerdir. Modül kamera sensörü mümkün olan minimum çapı belirler; bu nedenle çözünürlük ve düşük ışık gereksinimlerinizi karşılayan en küçük kalıbı seçin.
Ultra minyatür modüller, sert bir PCB yerine esnek bir baskılı devre (FPC) kullanır. FPC, sensörün ve lens tutucunun etrafına sarılarak yerden tasarruf sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Sensör çıplak kalıbı kullanılarak FPC'ye bağlanır : , Chip-on-Board (COB) teknolojisi
Kalıp FPC'ye epoksi ile yapıştırılır.
Altın teller sensör pedlerinden FPC izlerine bağlanır.
Küresel bir üst kısım (epoksi) kabloları korur.
COB, sensör paketini ortadan kaldırarak yüksekliği 1 mm'ye kadar azaltır; bu, toplam kalınlığın yalnızca 2 mm olduğu durumlarda kritik öneme sahiptir.
Lens sensör kadar küçük olmalıdır. Ultra minyatür modüller için iki seçenek vardır:
Plaka düzeyinde optikler (WLO) – Lensler bir cam plaka üzerine kazınır ve ardından küp şeklinde doğranır. Bunların çapı 0,6 mm kadar küçük olabilir.
Hassas cam küre mercekler – Metal veya plastik bir tutucuya yapıştırılmış küçük küresel mercekler.
720p kamera modülü için tek bir plastik asferik lens yeterli olabilir. 4k endoskop kamera modülünde, yüksek ayrıntıları çözmek için çok öğeli bir cam merceğe ihtiyacınız vardır; bu, uç çapını artırır.
Lens doğrudan sensörün üzerine yerleştirilmelidir. Odak uzaklığı ve çalışma mesafesi sabittir; autofocus is almost impossible at this scale.
~!phoenix_var153_0!~ ~!phoenix_var153_1!~ ~!phoenix_var153_2!~ ~!phoenix_var153_3!~ ~!phoenix_var153_4!~
Çoğu endoskop kamera modülü, lensin etrafında bir veya daha fazla küçük LED içerir. LED'ler ayrıca doğrudan FPC'ye monte edilen çıplak kalıplardır (yongalar). Seri veya paralel olarak bağlanırlar ve çoğunlukla şeffaf bir epoksi ile kaplanırlar. Gölgeleri önlemek için LED'ler merceğe mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.
FPC, kamera kafasından bir konektöre kadar uzanır. Bir USB Kamera Modülü için FPC, bir USB fişi veya minyatür bir ZIF konektörüyle bitebilir. Gömülü bir sistem için kablo, MIPI CSI‑2 sinyallerini taşıyabilir. Kablo uzunluğu sinyal bütünlüğü ile sınırlıdır; MIPI için 30 cm'nin altında tutun; USB için 3 m'ye kadar mümkündür.
Sıvı girişini önlemek için kablo giriş noktası epoksi veya üzeri kalıplanmış kılıfla kapatılmalıdır (IP67/IP68).
Tıbbi veya endüstriyel kullanım için kamera kafasının su geçirmez olması gerekir. Tüm aksam (sensör, teller, lens tutucu) tıbbi sınıf epoksi veya silikonla kaplanmıştır. Lens penceresi açıkta kalır. Sızdırmazlık, suya batırma veya basınç düşüşü ile test edilir.
Her ultra minyatür kamera modülü aşağıdaki işlemlerden geçer:
Optik testler – Çözünürlük (MTF), görüş alanı, bozulma ve alan derinliği.
Arızalı piksel tespiti – Ölü piksellerin haritalanması ve düzeltilmesi.
Beyaz dengesi kalibrasyonu – Modüller arasında tutarlı renk sağlamak için.
Su geçirmezlik testi – Belirtilmişse.
4k endoskop kamera modülü için test ekipmanının 4K keskinliği doğrulamak için yeterli çözünürlüğe sahip olması gerekir.
Çoğu zaman standart bir modül belirli bir ürüne uymaz. Samimi gibi bir OEM kamera modülü üreticisi şunları özelleştirebilir:
Çap – 1,5 mm'den 8 mm'ye kadar.
Kablo uzunluğu – 10 cm'den 3 m'ye kadar.
Lens parametreleri – Görüş alanı (60° - 140°), çalışma mesafesi (makrodan sonsuza).
Arayüz – USB (UVC), MIPI veya analog.
Tıbbi endoskop için bir OEM kamera modülü aynı zamanda biyouyumlu malzemeler ve sterilizasyon toleransı da gerektirecektir.
Otomotiv muayenesi için düşük maliyetli, ultra minyatür bir USB Kamera Modülüne ihtiyacınız olduğunu varsayalım. Tasarım seçenekleri:
Sensör: OV9732 (720p, 1/9″, çıplak kalıp) – uygun fiyatlı ve küçük.
Lens: Tek plastik asferik, 90° FOV, 30 mm'de sabit odaklı.
Montaj: FPC'de COB, aktif hizalama.
Kablo: 1,5 m uzunluğunda, üzeri kalıplanmış gerilim azaltıcılı USB 2.0.
Muhafaza: Paslanmaz çelik boru, IP67 sınıfı.
Çıkış: UVC uyumlu, tak ve çalıştır.
Bu modülün uç çapı yaklaşık 4 mm olacaktır.
Üst düzey bir tıbbi endoskop kamera modülü şunları gerektirir:
Sensör: Sony IMX415 çıplak kalıp (8 MP, 1/2,8″).
Lens: 5 öğeli cam lens, 110° FOV, sabit odaklı.
Montaj: Sert esnek PCB üzerinde COB, aktif hizalama.
Kablo: MIPI CSI‑2 üzerinden korumalı koaksiyel demet (kısa, <30 cm) ayrı bir DSP kartına.
Muhafaza: Titanyum tüp, biyouyumlu, IP68.
Sterilizasyon: Otoklav uyumludur.
Çap yaklaşık 5-6 mm olacak; 720p versiyonundan daha büyük ancak 4K çözünürlüğe sahip olacak.
Görüntü kalitesi ve boyut – Daha küçük sensörler daha küçük piksellere sahiptir ve bu da daha az ışık yakalar. 1,4 µm pikselli bir 720p kamera modülü, 2,0 µm pikselli bir 1080p modülden daha gürültülü olacaktır, ancak ikincisi daha büyük bir uç gerektirir.
Isı dağıtımı – 4k endoskop kamera modülü daha fazla ısı üretir. Sıkıca kapatılmış 4 mm'lik bir tüpte ısı, görüntüyü bozabilir veya sensöre zarar verebilir. Isıyı yönetmek için LED'leri yakıp kare hızını azaltın.
Verim – Ultra minyatür COB düzeneği, standart SMT'den daha yüksek bir ret oranına sahiptir. Bir öğrenme eğrisi bekleyin.
Ultra minyatür kamera modülleri tasarlamak, sensör paketleme (çıplak kalıp, COB), mikro optik, aktif hizalama ve su geçirmez sızdırmazlık konularında derinlemesine bilgi sahibi olmayı gerektirir. Modül kamera sensörü ulaşılabilir minimum çapı belirlerken, lens karmaşıklığı görüntü kalitesini belirler. Temel bir 720p kamera modülü için tek bir plastik asferik lens ve OV9732 gibi küçük bir sensör yeterlidir. 4k endoskop kamera modülü için çok elemanlı bir cam lens ve daha büyük bir sensör (örn. IMX415) gereklidir, bu da uç çapını artırır. OEM kamera modülü yaklaşımı, ister tek kullanımlık bir tıbbi dürbün ister endüstriyel bir boroskop olsun, her özelliği (çap, kablo uzunluğu, görüş alanı ve arayüz) özel uygulamanıza uyacak şekilde özelleştirmenize olanak tanır. Ultra minyatür boyutlara sahip bir USB Kamera Modülüne ihtiyacınız varsa aynı prensipler geçerlidir ancak arayüz, USB üzerinden UVC'ye göre basitleştirilmiştir.
Samimi olarak tıbbi, endüstriyel ve tüketici uygulamalarına yönelik ultra minyatür kamera modülleri tasarlıyor ve üretiyoruz. Endoskop kamera modülü projenizi görüşmek için bizimle iletişime geçin.
