成像子系統和攝像頭模塊在醫療設備市場中不斷涌現，以幫助 OEM 加快產品上市時間，使他們能夠專注于差異化產品設計。這部分歸功于 CMOS 圖像傳感器的工藝和架構的進步，這些傳感器提供了高靈敏度和信噪比 （SNR） 以及低功耗。

這也與醫療行業從可重復使用的內窺鏡轉向一次性內窺鏡有關。Yole Group 旗下的 Yole Intelligence 表示，市場正在從可重復使用的產品商業模式轉變為一次性產品的商業模式。這家市場分析公司表示，一次性和膠囊內窺鏡解決方案設計為在使用后丟棄，具有低成本優勢，消除了交叉污染和再處理的需要。

在選擇圖像傳感器時，設計人員需要注意光學格式（傳感器尺寸）和動態范圍等關鍵規格，以及光學、熱管理和功耗等其他因素。同時，他們面臨著設計復雜性的問題。

這些圖像傳感器解決方案除了需要提高診斷準確性，即需要高圖像質量外，還需要針對一次性內窺鏡市場進行縮小。同時，圖像傳感器制造商還需要解決設計復雜性和集成度方面的問題。

為了解決這些問題，一些圖像傳感器制造商開發了集成成像子系統以及更小的相機模塊。一些示例包括 ams OSRAM 的 NanEyeM 相機模塊和 Omnivision 的 OVMed OCHSA 和 OCHTA 電纜模塊以及 CameraCubeChip 相機模塊。

圖像傳感器制造商表示，采購和采購電纜和 LED，然后與晶圓級模塊配對需要時間和成本。借助完整的內窺鏡成像子系統，它可以縮短設計人員的上市時間，同時讓醫生能夠看到身體最小解剖結構的更多細節。

NanEyeM 攝像頭模組

在過去一年中，艾邁斯半導體歐司朗通過用于一次性醫用內窺鏡檢查的 NanEyeM 攝像頭模塊擴展了其 NanEye 產品組合。它是一個封裝的數字內窺鏡攝像頭模塊，包括電纜，提供高分辨率和小尺寸。

NanEyeM 相機模塊的尺寸為 1 mm2，適用于一次性醫用內窺鏡。

憑借其 1 × 1 × 2.7 mm 的小尺寸，該模塊可用于有尺寸限制的區域，例如支氣管鏡檢查、泌尿內窺鏡檢查或腎臟內窺鏡檢查中的一次性應用。ams OSRAM 表示，在支氣管鏡檢查等內窺鏡手術中，Covid-19 大流行加速了從可重復使用設備到一次性設備的轉變，這增加了對一次性支氣管鏡的需求。

NanEyeM 模塊使用“尖端芯片”方法，其中圖像傳感器和光學器件放置在設備的尖端（遠端）而不是另一端（近端），從而獲得更好的圖像質量，根據公司。

NanEyeM 是一個完全集成的成像模塊，它使用晶圓級多元素光學器件來提供高質量的圖像，以實現近距離的高性能。該鏡頭具有寬廣的視野和擴展的景深，可減少失真，同時提供準確的圖像。

其他關鍵特性包括具有高 SNR 的數字低壓差分信號串行接口，使相機能夠通過長電纜傳輸而不會損失信號完整性或增加噪聲，幀速率高達每秒 49 幀（fps），分辨率為 320 × 320，適用于一系列標準接口上的低延遲顯示，同時仍提供低功耗。

ams OSRAM 表示，圖像傳感器還提供高靈敏度，因此所需的照明更少。該公司表示，這有助于控制設備尖端的熱量產生。它具有 102.4-Kpixel 分辨率和 2.4-μm 高靈敏度像素。

該模塊還附帶一根可定制長達 3 米的電纜，這也有助于節省成本。引用的其他好處包括全數字輸出，它消除了外部模數轉換器的成本，因為這是在芯片上完成的，并且對手術環境中醫療設備的磁干擾 （EMI/EMC） 的敏感性更低，消除了需要同軸電纜或屏蔽電纜。

NanEyeM 的預連接電纜可輕松集成到內窺鏡中，同時降低成本。

OVMed OCHSA 和 OCHTA 電纜模塊

Omnivision 的 OVMed OCHSA和OCHTA電纜模塊專為一次性內窺鏡和導管而設計。它們是經過全面測試和集成的醫療級成像子系統，帶有小直徑攝像頭模塊、電纜和 mini-LED 照明。

該公司表示，這是第一個用于一次性內窺鏡檢查的商用集成 mini-LED 照明，它提供精確的亮度控制，使外科醫生能夠看到他們以前無法看到的解剖結構。主要特點包括在較小的局部區域內具有較高的對比度，適用于小封裝尺寸。它為外科手術中的多光譜 （ RGB/IR ） 設備提供單獨的亮度和調光控制。

電纜模塊包含該公司的 CameraCubeChip 晶圓級 0.65 × 0.65-mm 相機模塊。它為高質量圖像提供 400 × 400 或 160-KPixel 分辨率。它們還采用纖細的微同軸外形尺寸的 OVMed 電纜。

有兩種電纜模塊可供選擇。OCHSA 電纜模塊提供 800 × 800 像素分辨率和高速 MIPI 數字接口，適用于更大外徑的內窺鏡，例如支氣管鏡、胸腔鏡、胸膜鏡、縱隔鏡、十二內窺鏡和氨基鏡。它們可以定制并處理短距離（2.5 米或更短）和長距離（最長 5 米）。

具有模擬輸出的 OCHTA 電纜模塊集成了 Omnivision 的 OH0TA 圖像傳感器，該傳感器體積更小，分辨率是其前身的四倍。電纜模塊在單個組件中提供晶圓級光學器件。由于其體積小，它使內窺鏡設備能夠更深入地進入身體，并可用于一系列程序，包括神經、眼科、耳鼻喉科、心臟、脊柱、泌尿科、婦科和關節鏡檢查程序。它們也可用于牙科和獸醫應用。

OVMed 電纜模塊經過認證、鑒定和測試，包括禁用物質測試、滅菌、生物相容性、工藝、操作測試和壓力測試。Omnivision 表示，這增加了醫療設備 OEM 獲得 FDA 認證的可能性和速度。提供帶有預測試 OVMed 圖像信號處理器的評估套件。

OVMed 電纜模塊經過全面測試，并集成了帶有電纜和 mini-LED 照明的醫療級成像子系統。

OH0TA OVMed 醫療圖像傳感器的封裝尺寸為 0.55 × 0.55 mm。

OH0TA OVMed CMOS 圖像傳感器采用 0.55 x 0.55 mm 的封裝尺寸，具有 1.0-μ 像素和 1/31 英寸光學格式。與前代產品相比，OH0TA 以 30 fps 的速度將 RGB 圖像分辨率提高了四倍，達到 400 × 400 或 160 Kpixels，同時將功耗降低了 20% 至 20 mW。Omnivision 表示，這可以改進一次性和可重復使用的內窺鏡以及導管和導絲的成像，外徑為 1-2 毫米。

該公司將改進的分辨率以及更小的像素尺寸和光學格式歸功于其 PureCel Plus-S 堆疊芯片技術。據說這種像素技術可提供更高的色彩保真度、3，600 mV/lux-sec 的出色低光靈敏度和 37.5 dB 的高 SNR，從而獲得更清晰的圖像。其他好處包括更高的全阱容量、零光暈和更低的功耗。

Omnivision 去年還推出了 8-MP 分辨率傳感器 - OH08A 和 OH08B，聲稱是一次性和可重復使用內窺鏡的第一款傳感器。OH08B 也是第一款使用該公司 Nyxel 近紅外 （NIR） 技術的醫療級圖像傳感器。

OH08A/B 8-MP 圖像傳感器針對 外徑為 10 至 12 毫米的內窺鏡，例如胃鏡、十二指腸鏡、羊水鏡、腹腔鏡和結腸鏡，可提供更高的圖像質量，在 60 fps 時分辨率高達 4K2K。據稱，采用 Nyxel 技術的 OH08B 可在 NIR、熒光、彩色內窺鏡檢查和虛擬內窺鏡檢查過程中提供更好的顏色和紅外靈敏度性能，從而獲得更清晰的視頻。

Omnivision 表示，Nyxel 技術在 850-nm 和 940-nm NIR 波長上都提供了 3 倍的量子效率提高，它還允許使用低功率紅外照明來顯著降低芯片上芯片的功耗。