วิธีการแก้ปัญหาสำหรับชุดสายเคเบิลโมดูลกล้อง OVM9734 สำหรับระบบถ่ายภาพทางการแพทย์

บทนำ

การลดขนาดของกล้องส่องตรวจแบบยืดหยุ่นและเครื่องมือผ่าตัดแบบรุกรานน้อยลงอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้พื้นที่ที่ใช้ได้สำหรับระบบถ่ายภาพมีข้อจำกัดมากยิ่งขึ้น ในกระบวนการพัฒนาระบบจริง ความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อส่งสัญญาณภาพมีความสำคัญไม่แพ้ประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ภาพเอง ปัจจัยต่าง ๆ เช่น การโค้งงอแบบไดนามิกภายในช่องทางที่มีขนาดเล็กมาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวนที่มีความหนาแน่นสูง และการเชื่อมต่อแบบมินิเอเจอร์ ล้วนสร้างความท้าทายด้านวิศวกรรมที่สำคัญต่อการส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลความเร็วสูงระหว่างโมดูลกล้องขนาดกะทัดรัดกับบอร์ด ISP หลัก

โมดูลกล้อง OVM9734 ในการประยุกต์ใช้งานทางการแพทย์

The OVM9734 มาพร้อมแพ็กเกจเวเฟอร์เลเวลออปติกส์ (WLO) และส่งออกวิดีโอความละเอียด 720p ผ่านอินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 จึงถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัดอย่างยิ่ง

เนื่องจากโมดูลกล้องด้านหน้ามีการผสานรวมสูงอยู่แล้ว ผู้ออกแบบระบบจึงให้ความสำคัญเพิ่มขึ้นกับสมรรถนะเชิงกายภาพของเส้นทางการส่งสัญญาณ ชุดสายเคเบิลความถี่สูงมีผลโดยตรงต่อการสูญเสียการแทรก (insertion loss) ความต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์ และความสมบูรณ์ของเฟรมในระหว่างการส่งภาพความเร็วสูงระหว่างโมดูลกล้องกับโปรเซสเซอร์สัญญาณภาพ (ISP)

เหตุใดการออกแบบสายเคเบิลจึงมีความสำคัญยิ่งต่อระบบถ่ายภาพทางการแพทย์ OVM9734

1. ความสมบูรณ์ของสัญญาณความเร็วสูง

โปรโตคอล MIPI CSI-2 ใช้สัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดันต่ำ (LVDS) ในการส่งข้อมูลภาพความเร็วสูง สายเคเบิลขนาดจิ๋ว ชุดสายเคเบิลโคแอคเชียล ที่มีค่าอิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียลควบคุมอย่างแม่นยำ (โดยทั่วไปที่ 100 โอห์ม) ช่วยลดการสูญเสียการแทรกสอด (insertion loss) ให้น้อยที่สุดและรักษาประสิทธิภาพของอีเย่ไดอะแกรม (eye diagram) ไว้ได้อย่างยอดเยี่ยม

2. ข้อจำกัดด้านพื้นที่และการทนทานต่อการโค้งงอแบบไดนามิก

ชุดสายเคเบิลทางการแพทย์ต้องผ่านช่องที่มีขนาดเล็กมาก ขณะเดียวกันก็ต้องมีรัศมีการโค้งงอที่เล็ก ความยืดหยุ่นสูง และทนต่อการโค้งงอและบิดซ้ำๆ ได้โดยไม่เกิดความล้าของตัวนำหรือฉนวนเสียหาย

3. การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวน (EMI) ในสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสูง

สภาพแวดล้อมทางการแพทย์มีแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ มอเตอร์ และอุปกรณ์ผ่าตัด ซึ่งสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวน (EMI) โล่ป้องกันแบบถักแน่นหรือหุ้มแบบมีความหนาแน่นสูงสามารถแยกช่องสัญญาณข้อมูลความเร็วสูงออกจากสัญญาณรบกวนภายนอก และลดการรบกวนระหว่างสัญญาณภายใน

โซลูชันสายเคเบิลแบบปรับแต่งเฉพาะสำหรับโมดูลกล้อง OVM9734

สายโคแอ็กเซียลขนาดเล็ก ชิ้นส่วนประกอบ

ชุดสายเคเบิลโคแอกเชียลขนาดจิ๋วแบบ AWG 36–46 เป็นทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกล้องส่องตรวจภายในทางการแพทย์และโพรบที่ใช้ถ่ายภาพระยะไกล โดยให้สมรรถนะการส่งสัญญาณความถี่สูงได้ดีเยี่ยม ค่าความต้านทานเชิงลักษณะที่ควบคุมได้ และความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยมในหลายแกน

วงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (FPC)

แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (FPC) เหมาะสำหรับการจัดเส้นทางแบบคงที่ระยะสั้นภายในด้ามจับหรือเปลือกแข็ง โดยให้รูปทรงของตัวนำที่แม่นยำและมีขนาดบางมาก

ตัวเลือกการปรับแต่งรวมถึงความยาวของสายเคเบิล การเลือกขั้วต่อขนาดจิ๋ว การปอกสายด้วยความแม่นยำสูง และวัสดุปลอกที่เข้ากันได้กับร่างกายและสามารถผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อได้

พื้นที่การใช้งานหลัก

• ระบบกล้องส่องตรวจทางการแพทย์

ใช้งานในกล้องส่องตรวจทางเดินอาหาร ระบบทางเดินปัสสาวะ และระบบทางเดินหายใจ ซึ่งต้องการเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กมากและความยืดหยุ่นในการบิดหมุนที่ยอดเยี่ยม

• อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์แบบจิ๋ว

เหมาะสำหรับอุปกรณ์วินิจฉัยแบบพกพา อุปกรณ์ถ่ายภาพหู คอ จมูกแบบมือถือ และหัววัดถ่ายภาพทันตกรรม ซึ่งต้องการการส่งสัญญาณภาพความเร็วสูงอย่างมีเสถียรภาพ

• หุ่นยนต์ทางการแพทย์และระบบการมองเห็นอุตสาหกรรมแบบแม่นยำ

ออกแบบมาเพื่อใช้งานกับหุ่นยนต์ผ่าตัดและระบบตรวจสอบความแม่นยำสูง ซึ่งต้องการความทนทานต่อการสั่นสะเทือนในระยะยาวและความทนทานต่อการโค้งงอแบบไดนามิก

การสนับสนุนด้านการผลิตและวิศวกรรม

โฮเทนให้บริการประเมินด้านวิศวกรรมความแม่นยำและการประกอบสายเคเบิล รวมถึง:

• การประมวลผลไมโครโคแอกเซียลแบบละเอียดพิเศษ (การปอกสายด้วยความแม่นยำสูง การเชื่อมด้วยเลเซอร์ระดับไมโคร การหุ้มด้วยเทคนิคโอเวอร์โมลด์)

• เข้ากันได้กับอินเทอร์เฟซที่กว้างขวาง รวมถึงสถาปัตยกรรม MIPI CSI-2

• การประเมินการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) โดยใช้แบบแปลน โมเดล CAD หรือตัวอย่างจริง

• การทดสอบทางไฟฟ้าแบบร้อยเปอร์เซ็นต์ รวมถึงการตรวจสอบความต่อเนื่อง ความต้านทานฉนวน และความสมบูรณ์ของสัญญาณ

บทสรุป

สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ การเลือกโซลูชันชุดสายเคเบิลที่เหมาะสมมีความสำคัญไม่แพ้การเลือกเซ็นเซอร์ภาพ

ชุดสายเคเบิลความถี่สูงที่ผ่านการออกแบบและตรวจสอบอย่างเข้มงวดอย่างครบถ้วน ช่วยให้การส่งสัญญาณมีเสถียรภาพ ทนทานเชิงกลในระยะยาว และให้ประสิทธิภาพการถ่ายภาพเพื่อการวินิจฉัยที่สม่ำเสมอตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์

ด้วยการผสมผสานประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เหมาะสมเข้ากับการออกแบบเชิงกลที่เชื่อถือได้ ชุดสายเคเบิลที่ออกแบบเฉพาะนี้ช่วยเพิ่มศักยภาพของโมดูลกล้อง OVM9734 ให้สูงสุดในระบบการถ่ายภาพทางการแพทย์ขั้นสูง