1 mm² beeldsensor maakt 's werelds kleinste digicam mogelijk

Met een oppervlakte van 1 mm² is het de kleinste ter wereld cameramodule Naneyem uit AMS Osram via een volledig digitale uitgang. de voor de beeldsensor noodzakelijk printplaat hoed AT&S ontwikkeld met behulp van embedded component packaging-technologie. De mini digitale camera's zijn geschikt voor wearables zoals VR-brillen of smartphones en voor medische apparatuur. Op deze manier volgen ze de trend naar endoscopen voor eenmalig gebruik, die vooral nodig zijn bij bronchoscopie in de Covid-10-pandemie.

Inhoud van het technische artikel

• Cameramodule voor endoscopen voor eenmalig gebruik
  • Fabrikant van de printplaat van de beeldsensor 
  • ECP-technologie voor de hightech printplaat
• Cameramodule met chip op tip-aanpak
  • 1 pixel gevoelige sensoren
• Wat is Embedded Component Packaging?
  
  

Cameramodule voor endoscopen voor eenmalig gebruik

AMS Osram wordt uitgebreid Naneye-portfolio over de Naneyem cameramodule voor medische eenmalige endoscopie. De hoge resolutie komt overeen met de huidige marktstandaarden - maar met de kleinst beschikbare grootte op het gebied van digitale endoscopiecameramodules.

Endoscopische procedures zoals bronchoscopie zien momenteel een versnelling in de overgang van herbruikbare naar disposable bronchoscopen. Last but not least, de Covid 19-pandemie heeft er hier een toegenomen vraag veroorzaakt. De cameramodule is ontwikkeld voor toepassingen voor eenmalig gebruik die een hoge mate van steriliteit garanderen en de kans op kruisbesmetting verminderen. De kleine afmetingen van 1,0 x 1,0 x 2,7 mm maken het gebruik van de Sensoren in de kleinste ruimtes.

"Dankzij zijn ruimtebesparende formaat is de Naneyem gemaakt voor gebruik in gebieden met ernstige beperkingen in de grootte, zoals toepassingen voor eenmalig gebruik bij bronchoscopie, urologische endoscopie of endoscopische procedures in de nier", zegt Dina Aguiar, Marketing Manager bij AMS Osram. “De combinatie met de vereiste hoge beeldkwaliteit maakt het Camera's een unieke en aantrekkelijke oplossing voor de snel groeiende markt voor eenmalige endoscopen.”

Fabrikant van de printplaat van de beeldsensor 

De gebruikte beeldsensor is kleiner dan een rijstkorrel, lichter dan een postzegel, maar krachtiger dan elke beeldsensor in zijn soort die tot nu toe heeft bestaan. "De beeldsensor zorgt niet alleen voor scherpe beelden dankzij de resolutie van 100.000 pixels, hij heeft ook een laag stroomverbruik dankzij onze slimme verbindingsarchitectuur", zegt Markus Maier, Global Account Manager bij AT&S. Het Oostenrijkse bedrijf ontwikkelde de printplaat voor de sensor. De ontwikkelaar van de sensor AMS Osram is een van 's werelds toonaangevende leveranciers van optische oplossingen, ook met het hoofdkantoor in Oostenrijk. Beide bedrijven werkten in het verleden al samen aan technologieprojecten.

Camera's met CMOS-sensoren voor medische technologie en life science

De digicam-sensor biedt een digitale video-uitgang en maakt elke vorm van visuele waarneming mogelijk voor mobiele toepassingen van digitale camera's. De Naneye cameramodule is een van de eerste producten waarin de printplaat is geïntegreerd. Naast 's werelds kleinste digitale camera is het toepassingsgebied van de beeldsensoren veel breder. De sensoren kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor eyetracking in VR-brillen, voor camera's in smartphones en in andere Waearebles. 

ECP-technologie voor de hightech printplaat

Het AT&S Hardware Design Team van: AIS (Advanced Interconnect Solution Services) maakte de lay-out van de printplaat. Het verbindingsontwerp is gemaakt met behulp van de Embedded component verpakking (ECP) technologie geïmplementeerd. Hierdoor kunnen actieve en passieve componenten worden geïntegreerd in op laminaat gebaseerde substraten, d.w.z. hightech printplaten, in de kleinste ruimtes.

“In plaats van de componenten op de printplaat te plaatsen, zijn ze geïntegreerd in de printplaat. Ze verdwijnen praktisch in de printplaat', zegt dhr. Maier. Daarnaast is het Naneye-project een voorbeeld van toekomstige producten die AT&S vaker zal aanbieden. "Dit product past perfect in onze strategie en laat ook zien waar onze reis naartoe gaat", legt uit Günter Kole, Directeur Advanced Interconnect Solution Service bij AT&S. "In de toekomst zullen we niet alleen verbindingsoplossingen ontwikkelen die ons tot een van de wereldwijde technologieleiders hebben gemaakt, maar we zullen ook een leverancier van complete oplossingen worden", zegt Günter Köle.

Cameramodule met chip op tip-aanpak

De cameramodule maakt gebruik van een zogenaamde chip on tip approach, waarbij: Optica en beeldsensor aan de punt van het apparaat of het distale uiteinde worden geplaatst. Het resultaat is een aanzienlijk betere beeldkwaliteit dan wanneer de cameramodule zich aan het andere, proximale uiteinde bevindt. De Naneyem is een volledig geïntegreerde beeldvormingsmodule. Dankzij de optiek met meerdere elementen op waferniveau levert hij beelden van hoge kwaliteit. Het is speciaal ontwikkeld voor optimale prestaties over korte afstanden. 

Vision Sensor lost veel taken in fabrieksautomatisering op

de Lens combineert een breed gezichtsveld FoV met een uitgebreide scherptediepte DOF. Het vermindert vervorming en zorgt voor een scherp, nauwkeurig beeld. De digicam heeft een digitale seriële interface voor Low Voltage Differential Signaling (LVDS). Dit maakt een hoge signaal-ruisverhouding (SNR) mogelijk. Dit betekent dat de digicam beelden over lange kabellengtes kan verzenden zonder de signaalintegriteit te verliezen en zonder toename van ruis. 

1 pixel gevoelige sensoren

De digicam biedt een Framesnelheid tot 49 fps (Beelden per seconde). Het display is vloeiend en heeft weinig vertraging via een groot aantal standaardinterfaces met een laag stroomverbruik. De beeldsensoren zijn gebaseerd op een pixel met een hoge gevoeligheid. Dit is een lagere verlichting vereist en de warmteontwikkeling aan de punt van het apparaat is beperkt. 

CMOS- en CCD-lijnscancamera's met maximale gevoeligheid

een past bij Kabel vormt een aanvulling op de cameramodule. Het kan worden gemonteerd tot een lengte van 3 m. De kabel zorgt voor een soepele en naadloze integratie in het endoscopische apparaat. Aan het uiteinde van de camera kunnen extra LED's ervoor zorgen dat er nog minder verlichting nodig is en de warmteontwikkeling onder controle wordt gehouden. De volledig digitale uitgang elimineert de kosten van een externe analoog-naar-digitaal conversie-ADC omdat dit op de chip wordt gedaan. De cameramodule is minder gevoelig voor magnetische interferentie van medische apparaten in de chirurgie (EMI/EMC). Dit elimineert de noodzaak voor coaxkabels of afgeschermde kabels. 

Algemene technische kennis

Wat is Embedded Component Packaging?

Ingesloten componentverpakking (ECP) wordt mogelijk gemaakt door een speciaal fabricageproces. Eerst worden de componenten in speciale fabricagestappen in een harslaag geïntegreerd. Vervolgens vindt de verbinding plaats via met koper gevulde, met laser geboorde microvia's. Het ingebedde onderdeel maakt geen soldeerpunten meer, terwijl fijnere ontwerpen mogelijk zijn op de buitenste laag. Ook zijn de componenten optimaal beschermd tegen invloeden van buitenaf. Met ECP kunnen meer componenten in de printplaat worden geïntegreerd met dezelfde grootte van het eindapparaat. Dit verhoogt de functionaliteit en laat de printplaat met hetzelfde scala aan functieskrimpen. Compactere eindapparaten worden mogelijk.