Mô-đun camera nội soi USB tự động lấy nét 12MP 4K với 8 đèn LED có thể điều chỉnh độ sáng

Tổng quan về sản phẩm

Mô-đun camera nội soi USB tự động lấy nét 12MP này được thiết kế cho thiết bị kiểm tra OEM cần hình ảnh chi tiết trong các khoảng cách làm việc thay đổi. Cảm biến CMOS 1/3,06 inch của nó cung cấp kích thước hình ảnh tối đa 3840 × 3104, trong khi hệ thống lấy nét tự động bao phủ các mục tiêu từ khoảng 3,5cm đến vô cực.

Tám đèn LED SMD màu trắng bao quanh ống kính và hỗ trợ điều chỉnh độ sáng cho các khoang tối và bề mặt phản chiếu. DSP tích hợp xử lý việc xử lý hình ảnh và giao diện USB 2.0 UVC giúp đơn giản hóa kết nối với máy chủ tương thích. Mô-đun này có sẵn dưới dạng cấu hình trần nhỏ gọn và cấu hình vỏ thép lớn hơn cho các dự án cần bảo vệ cơ học bổ sung.

Mô-đun này có thể được đánh giá cho các thiết bị nội soi công nghiệp, công cụ bảo trì, hệ thống hình ảnh nghiên cứu và phát triển thiết bị y tế hoặc thú y. Nhà sản xuất thiết bị cuối cùng vẫn chịu trách nhiệm xác nhận hiệu suất hình ảnh, độ kín, an toàn điện, vật liệu, quy trình làm sạch hoặc khử trùng và các yêu cầu pháp lý hiện hành.

Ưu điểm sản phẩm

• Hình ảnh CMOS 12MP với đầu ra tối đa 3840 × 3104

• Tự động lấy nét từ khoảng 3,5cm đến vô cực

• Lên đến 30 khung hình/giây với cấu hình đầu ra nén được hỗ trợ

• Trường nhìn chéo 80,9° cho vùng phủ sóng cân bằng

• Khẩu độ F/2.2 cho hiệu quả chiếu sáng ở cự ly gần

• Tám đèn LED trắng 4500–5000K có thể điều chỉnh độ sáng

• DSP tích hợp với các điều khiển hình ảnh AEC, AGC và AWB

• Kết nối USB 2.0 UVC cho các hệ thống máy chủ tương thích

• Tùy chọn cấu trúc mô-đun trần và vỏ thép

• Nguồn 5V và kết nối chụp nhanh phần cứng được dán nhãn

Hình ảnh 4K 12MP

Độ phân giải tối đa 3840 × 3104

Cảm biến CMOS 1/3,06 inch sử dụng kích thước pixel 1,12μm × 1,12μm và cung cấp đầu ra lên tới 3840 × 3104. Điều này cung cấp cho người vận hành nhiều thông tin hình ảnh hơn để ghi lại các bề mặt, so sánh các thành phần và xem xét các đặc điểm hình ảnh nhỏ hơn so với mô-đun có độ phân giải thấp hơn có thể cung cấp ở cùng một khung hình.

Chỉ riêng độ phân giải không xác định được liệu có thể xác định được lỗi hay không. Hiệu suất của ống kính, khoảng cách làm việc, độ tương phản bề mặt, độ chiếu sáng, độ nén, tỷ lệ hiển thị và chuyển động đều ảnh hưởng đến kết quả nhìn thấy được. Mẫu phải được kiểm tra với mục tiêu thực, khoảng cách xem cần thiết và phần mềm máy chủ dự định trước khi thông số kỹ thuật của hình ảnh được phê duyệt.

Mô-đun này sử dụng xử lý ADC 10 bit. Phơi sáng tự động, tăng tự động và cân bằng trắng tự động giúp hệ thống phản ứng với các điều kiện màu sắc và độ sáng thay đổi, nhưng vẫn có thể cần điều chỉnh hình ảnh OEM khi vật liệu mục tiêu hoặc môi trường kiểm tra khác biệt đáng kể so với cảnh thử nghiệm chung.

Tốc độ khung hình và băng thông USB

Tốc độ khung hình tối đa được liệt kê lên tới 30 khung hình/giây ở 12MP khi sử dụng cấu hình video nén được hỗ trợ. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào định dạng UVC đã chọn, bộ điều khiển máy chủ, băng thông USB, bộ giải mã phần mềm và máy tính hoặc bộ xử lý nhúng.

Nếu một ứng dụng yêu cầu đầu ra không nén, độ trễ rất thấp hoặc ghi liên tục ở độ phân giải tối đa thì độ phân giải, tốc độ khung hình và định dạng được yêu cầu phải được xác nhận cùng nhau. Nhãn 12MP không có nghĩa là mọi máy chủ đều có thể hiển thị hoặc ghi 3840 × 3104 ở tốc độ 30 khung hình/giây ở mọi định dạng đầu ra.

Tự động lấy nét từ 3,5cm đến vô cực

Cơ chế lấy nét tự động dành cho thiết bị có khoảng cách giữa ống kính và mục tiêu thay đổi trong quá trình quan sát. Nó có thể giảm lượng chuyển động tiến và lùi của đầu dò cần thiết khi kiểm tra các bề mặt ở các độ sâu khác nhau.

Phạm vi lấy nét được liệt kê bắt đầu ở khoảng 3,5cm và kéo dài đến vô cực. Để kiểm tra chặt chẽ, khoảng cách làm việc ưu tiên phải được thiết lập theo đặc điểm nhỏ nhất vẫn có thể nhìn thấy được, phạm vi bao phủ trường cần thiết và độ chiếu sáng của đèn LED có sẵn.

Hiệu suất lấy nét tự động nên được kiểm tra trên mục tiêu thực tế. Các bề mặt có độ phản chiếu cao, vật liệu trong suốt, vùng có kết cấu thấp, chất lỏng chuyển động, hơi nước hoặc các hạt lơ lửng có thể khiến việc lấy nét kém ổn định hơn. Tùy thuộc vào cấu hình OEM, hành vi lấy nét có thể được điều chỉnh, hạn chế hoặc khóa đối với ứng dụng có khoảng cách làm việc được kiểm soát.

Quang học 80,9° FOV và F/2.2

Ống kính cung cấp trường nhìn chéo 80,9°. Điều này mang lại phạm vi bao phủ rộng hơn so với ống kính kiểm tra hẹp đồng thời tránh được phối cảnh cực đoan liên quan đến quang học góc rất rộng.

Khẩu độ F/2.2 hỗ trợ thu thập ánh sáng trong hệ thống quang học nhỏ gọn. Độ sáng của hình ảnh vẫn phụ thuộc vào đầu ra LED, khoảng cách mục tiêu, độ phản xạ, độ tiếp xúc của cảm biến và cửa sổ bảo vệ hoặc cấu trúc vỏ thép được sử dụng trong thiết bị hoàn chỉnh.

Để so sánh kích thước, đo lường hoặc phân tích thị giác máy, hệ thống quang học cuối cùng phải được hiệu chuẩn. Trường nhìn và số điểm ảnh không tự thiết lập độ chính xác của phép đo hoặc hiệu suất biến dạng từ cạnh này sang cạnh khác.

Tám đèn LED trắng có thể điều chỉnh độ sáng

Tám đèn LED SMD màu trắng được bố trí xung quanh ống kính phía trước để chiếu sáng các mục tiêu gần đó trong các hốc tối. Nhiệt độ màu được liệt kê là 4500–5000K, cung cấp nguồn ánh sáng trắng trung tính cho hình ảnh kiểm tra chung.

Độ sáng có thể được điều chỉnh thông qua cấu hình làm mờ phần cứng đã chọn. Điều này rất hữu ích khi thay đổi giữa vật liệu tối màu, hấp thụ và kim loại được đánh bóng, bề mặt ẩm ướt hoặc các mục tiêu phản chiếu khác. Việc giảm công suất đèn LED có thể hạn chế độ chói và phơi sáng quá mức ở cự ly gần, đồng thời tăng công suất có thể cải thiện khả năng hiển thị khi mục tiêu ở xa ống kính hơn.

Kết quả chiếu sáng phải được đánh giá sau khi camera được lắp đặt ở cấu trúc đầu xa cuối cùng. Kính che, cửa sổ bảo vệ, vị trí thấu kính lõm hoặc cạnh thép phản chiếu có thể thay đổi kiểu chiếu sáng. Người mua so sánh các bố cục chiếu sáng khác có thể xem lại dòng mô-đun máy ảnh nội soi LED.

Tùy chọn mô-đun trần và vỏ thép

Cấu hình trần Φ12,5mm

Cấu hình trần nhỏ gọn được liệt kê ở khoảng Φ12,5mm. Nó dành cho các nhà sản xuất thiết bị sẽ cung cấp vỏ bọc xung quanh, cấu trúc lắp đặt, giảm sức căng và bịt kín môi trường trong thiết bị của riêng họ.

Mô-đun trần không được tiếp xúc trực tiếp với tải cơ học, chất lỏng làm sạch hoặc xử lý nhiều lần. Vỏ do khách hàng thiết kế phải hỗ trợ PCB và cụm quang học mà không truyền lực căng cáp hoặc ứng suất lắp ráp sang ống kính và cảm biến.

Cấu hình vỏ thép Φ14,5mm

Cấu hình được bảo vệ sử dụng vỏ thép khoảng Φ14,5mm. Bản vẽ tham chiếu cho thấy cấu trúc hình trụ với mặt trước có tám đèn LED, phần DSP bên trong và các giao diện cơ khí có ren được đánh dấu M14 × 0,5 và M13,7 × 0,5.

Danh sách sản phẩm xác định cấu hình vỏ thép được chỉ định là IP67. Xếp hạng này phải được xác nhận trong thông số kỹ thuật của dự án đã được phê duyệt và chỉ áp dụng cho cấu hình được thử nghiệm. Máy nội soi hoàn chỉnh—bao gồm đầu vào cáp, khớp nối, đầu nối, tay cầm và bất kỳ cấu trúc khớp nối nào—yêu cầu xác nhận niêm phong riêng.

Chiều dài mô-đun được liệt kê là 36,6mm. Do các chi tiết cơ khí có thể khác nhau giữa phiên bản trần và phiên bản vỏ thép nên bản vẽ kích thước được phê duyệt sẽ kiểm soát việc thiết kế thiết bị và quá trình nghiệm thu sản xuất.

Giao diện DSP và Pin

DSP tích hợp hỗ trợ xử lý hình ảnh gần đầu camera. Sơ đồ chân được cung cấp xác định các kết nối sau:

• LED 5V cho mạch chiếu sáng

• SNAP cho đầu vào kiểm soát ảnh chụp nhanh phần cứng

• GND cho kết nối mặt đất chung

• DP và DM cho dữ liệu vi sai USB

• 5V cho nguồn mô-đun máy ảnh

Nhà thiết kế thiết bị phải xác nhận hướng đầu nối, trình tự chân, yêu cầu hiện tại, logic kích hoạt ảnh chụp nhanh và phương pháp nối đất trước khi xây dựng bộ dây nguyên mẫu. Việc cấp nguồn vào sai chân hoặc cho phép dòng điện của động cơ và đèn LED chia sẻ đường quay trở lại không phù hợp có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của hình ảnh hoặc làm hỏng mô-đun.

Cáp và đầu nối cần có khả năng chống căng. Việc uốn cong nhiều lần phải tránh xa lối vào đầu camera và bất kỳ đầu nối hàn hoặc uốn nào.

Tích hợp USB 2.0 UVC

Mô-đun này sử dụng giao diện USB 2.0 và hỗ trợ hoạt động UVC với các máy chủ tương thích. UVC có thể giảm bớt công việc phát triển trình điều khiển vì hệ thống máy chủ được công nhận có thể nhận luồng video thông qua giao diện lớp video tiêu chuẩn.

Danh sách sản phẩm tiêu chuẩn có tên Windows XP và Windows 7. Các nền tảng hỗ trợ UVC khác—bao gồm các phiên bản Windows mới hơn, macOS, Linux và Android—phải được xác thực bằng chương trình cơ sở, trình kết nối, máy chủ hoặc bộ điều khiển và phần mềm ứng dụng đã chọn.

Đối với dự án OEM, hãy xác nhận:

• Độ phân giải và tốc độ khung hình cần thiết

• MJPEG hoặc định dạng đầu ra được hỗ trợ khác

• Máy chủ USB hoặc khả năng OOT

• Loại đầu nối và chiều dài cáp

• Hành vi nhập ảnh chụp nhanh

• Phương pháp điều khiển độ mờ đèn LED

• Yêu cầu xem trước và ghi phần mềm

• Nguồn điện có sẵn từ máy chủ

Các nhà phát triển thiết bị so sánh cấu hình kỹ thuật số có thể xem xét phạm vi mô-đun máy ảnh nội soi USB rộng hơn.

Điều khiển hình ảnh và điều kiện vận hành

Kiểm soát phơi sáng tự động điều chỉnh cài đặt tích hợp khi độ sáng của cảnh thay đổi. Điều khiển khuếch đại tự động có thể nâng cao tín hiệu hình ảnh trong điều kiện tối hơn, đồng thời cân bằng trắng tự động bù đắp cho đặc điểm màu sắc của đèn LED và mục tiêu. Các chức năng này hỗ trợ xem cho mục đích chung nhưng có thể cần điều chỉnh theo từng dự án cụ thể trong đó tính nhất quán của màu sắc hoặc độ nhiễu là rất quan trọng.

Mô-đun này được thiết kế để cung cấp nguồn 5V và được liệt kê để hoạt động từ 0°C đến 50°C. Đây là phạm vi hoạt động của thành phần, không phải là mức nhiệt độ để khử trùng, làm sạch bằng hóa chất hoặc đầu dò kín hoàn chỉnh.

Hiệu suất nhiệt phải được kiểm tra bằng đèn LED ở độ sáng và chu kỳ hoạt động dự kiến. Mô-đun trần dựa vào vỏ bọc của khách hàng để hỗ trợ cơ học và quản lý nhiệt, trong khi lớp vỏ thép thay đổi khả năng truyền nhiệt và tiếp xúc với môi trường. Cả hai cấu trúc đều không loại bỏ nhu cầu xác nhận việc lắp ráp cuối cùng.

Các dự án yêu cầu đầu dò được bảo vệ có thể so sánh các tùy chọn mô-đun máy ảnh nội soi chống nước, nhưng mức bảo vệ phải phù hợp với chất lỏng, áp suất, thời gian và điều kiện làm sạch thực tế.

Lĩnh vực ứng dụng

Thiết bị nội soi công nghiệp

Mô-đun này có thể hỗ trợ các thiết bị kiểm tra được sử dụng cho động cơ, hộp số, bộ phận thủy lực, khoang gia công, bên trong đường ống và các cụm lắp ráp không thể quan sát trực tiếp. Tự động lấy nét rất hữu ích khi khoảng cách mục tiêu thay đổi, trong khi đèn LED có thể điều chỉnh giúp quản lý các vùng tối và bề mặt kim loại phản chiếu.

Đối với môi trường hàng không vũ trụ, hóa chất, dầu, ẩm ướt hoặc chứa đầy mảnh vụn, đầu dò hoàn thiện phải đủ tiêu chuẩn về nhiệt độ, độ rung, chất lỏng, áp suất và độ mài mòn dự kiến. Nhiều cấu hình dành riêng cho ứng dụng hơn có sẵn trong phạm vi mô-đun máy ảnh nội soi công nghiệp.

Công cụ bảo trì và cơ sở hạ tầng

Camera có thể được tích hợp vào các công cụ bảo trì cho lối đi HVAC, hệ thống thoát nước, hốc tường, vỏ thiết bị và các không gian hạn chế khác. Thiết kế thiết bị hoàn chỉnh xác định chiều dài lắp, khớp nối, khả năng bảo vệ cáp và liệu máy ảnh có thể được sử dụng an toàn ở khu vực ẩm ướt hoặc bị ô nhiễm hay không.

Hệ thống nghiên cứu và tài liệu

Đầu ra 12MP có thể hỗ trợ quan sát trong phòng thí nghiệm, lập tài liệu mẫu, so sánh thành phần và các tác vụ hình ảnh khác được hưởng lợi từ các khung hình tĩnh chi tiết. Khoảng cách cuối cùng từ ống kính đến mục tiêu và hình dạng chiếu sáng phải được thiết lập thông qua thử nghiệm mẫu.

Phát triển thiết bị y tế và thú y

Mô-đun này có thể được đánh giá như một thành phần hình ảnh cho thiết bị quan sát y tế, nha khoa, tai mũi họng, da liễu hoặc thú y. Nó không phải là một thiết bị y tế hoàn chỉnh. Nhà sản xuất thiết bị phải xác định mục đích sử dụng và hoàn thiện vật liệu áp dụng, tính tương thích sinh học, an toàn điện, làm sạch hoặc khử trùng, quản lý rủi ro, hiệu quả lâm sàng và quy định.

Cấu hình OEM và phê duyệt mẫu

Các cuộc thảo luận về cấu hình OEM có thể bao gồm:

• Kết cấu cơ khí trần hoặc vỏ thép

• Yêu cầu về đường kính, chiều dài gói và ren

• Trường nhìn của ống kính và hành vi lấy nét tự động

• Lấy nét cố định hoặc lấy nét hạn chế cho khoảng cách được kiểm soát

• Độ sáng LED, phương pháp điều khiển và nhiệt độ màu

• Chiều dài cáp, đầu nối và giảm căng thẳng

• Định dạng đầu ra USB và kết hợp tốc độ khung hình

• Tích hợp đầu vào ảnh chụp và bảng điều khiển

• Phơi sáng, tăng cường, cân bằng trắng và điều chỉnh màu sắc

• Mức độ bảo vệ và phương pháp niêm phong

• Số lượng mẫu và khối lượng sản xuất dự kiến

Những thay đổi về quang học, ánh sáng, cáp hoặc chương trình cơ sở có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh, băng thông, nhiệt độ, nguồn điện, giá cả và thời gian thực hiện. Sử dụng dịch vụ mô-đun camera nội soi tùy chỉnh khi cấu hình tiêu chuẩn không phù hợp với thiết bị mục tiêu.

Quy trình phê duyệt mẫu thực tế bao gồm:

1. Xác nhận đường kính sẵn có, chiều dài cứng và ren lắp.

2. Xác định kích thước mục tiêu, phạm vi khoảng cách và phạm vi bao phủ trường.

3. Chọn cấu trúc trần hoặc vỏ thép.

4. Xác nhận định dạng USB, nền tảng máy chủ và tốc độ khung hình được yêu cầu.

5. Kiểm tra lấy nét tự động trên bề mặt mục tiêu thực tế.

6. Kiểm tra độ sáng, độ chói và phản ứng màu của đèn LED.

7. Xác minh việc truyền phát liên tục, hành vi chụp nhanh và ghi lại.

8. Đo mức tăng nhiệt độ ở chu kỳ làm việc của đèn LED dự kiến.

9. Hoàn thành các thử nghiệm về độ kín và môi trường cho đầu dò cuối cùng.

10. Đóng băng các tiêu chí bản vẽ, firmware, cáp và kiểm tra đã được phê duyệt trước khi sản xuất.

Thông số kỹ thuật

Câu hỏi thường gặp

USB 2.0 có thể truyền video 12MP ở tốc độ 30 khung hình/giây không?

Hiệu suất 30 khung hình/giây được liệt kê phụ thuộc vào việc sử dụng cấu hình đầu ra nén được hỗ trợ và máy chủ có khả năng hoạt động. Xác nhận độ phân giải, định dạng video, bộ điều khiển USB, bộ giải mã và phần mềm ghi âm cùng nhau trong quá trình kiểm tra mẫu.

Khi nào thì lấy nét tự động hữu ích hơn lấy nét cố định?

Tự động lấy nét rất hữu ích khi khoảng cách mục tiêu thay đổi hoặc khi người vận hành cần quan sát các bề mặt ở nhiều độ sâu. Tiêu điểm cố định hoặc khóa có thể lặp lại nhiều hơn khi thiết bị luôn hoạt động ở một khoảng cách làm việc được kiểm soát.

Vị trí lấy nét tự động có thể bị khóa không?

Kiểm soát lấy nét có thể được thảo luận đối với cấu hình OEM. Tùy thuộc vào chương trình cơ sở và phần cứng đã chọn, hành vi lấy nét có thể bị hạn chế hoặc khóa để giảm việc lấy nét lại không mong muốn trong các cảnh có kết cấu thấp, phản chiếu hoặc chứa đầy hạt.

Tám đèn LED mờ đi như thế nào?

Cấu hình tiêu chuẩn có thể sử dụng điều khiển độ sáng phần cứng. Dự án OEM có thể đánh giá điều khiển nội tuyến hoặc phương pháp bảng điều khiển được hỗ trợ khác. Xác nhận phương pháp điều khiển cần thiết trước khi dây nịt và chương trình cơ sở được phê duyệt.

Sự khác biệt giữa phiên bản Φ12,5mm và Φ14,5mm là gì?

Tùy chọn Φ12,5mm là cấu hình trần nhỏ gọn nhằm mục đích tích hợp vào vỏ riêng của khách hàng. Tùy chọn khoảng Φ14,5mm bổ sung thêm lớp vỏ thép và cấu trúc tám đèn LED phía trước như trong bản vẽ tham khảo.

Xếp hạng IP67 có bao gồm toàn bộ nội soi không?

Không. Danh sách này áp dụng cho cấu hình camera vỏ thép được chỉ định. Các đầu vào cáp, mối nối, đầu nối, tay cầm và phần còn lại của thiết bị hoàn thiện yêu cầu thiết kế và xác nhận niêm phong riêng biệt.

Mô-đun này có thể được sử dụng trong thiết bị y tế không?

Nó có thể được đánh giá như một thành phần hình ảnh, nhưng thiết bị y tế hoàn chỉnh phải được phát triển và xác nhận cho mục đích sử dụng dự kiến. Nhà sản xuất thiết bị chịu trách nhiệm về vật liệu, tính tương thích sinh học, an toàn điện, làm sạch hoặc khử trùng, quản lý rủi ro, hiệu suất và tuân thủ quy định.

12MP có đảm bảo sẽ nhìn thấy được những khuyết điểm rất nhỏ không?

Không. Khả năng phát hiện phụ thuộc vào kích thước khuyết tật, độ tương phản, khoảng cách làm việc, hiệu suất của ống kính, độ chiếu sáng, độ nén và hiển thị. Việc phê duyệt phải dựa trên hình ảnh mẫu của mục tiêu thực chứ không chỉ dựa trên độ phân giải.

Những thông tin cần thiết cho một báo giá?

Cung cấp ứng dụng, đường kính sẵn có và chiều dài cứng nhắc, khoảng cách làm việc mục tiêu, trường nhìn cần thiết, hệ thống máy chủ, độ phân giải và tốc độ khung hình, định dạng USB, yêu cầu về cáp và đầu nối, phương pháp điều khiển LED, môi trường vận hành, yêu cầu bảo vệ, số lượng mẫu và khối lượng sản xuất dự kiến.