OmniVision dévoile un capteur CMOS ultra-miniature 400×400 pixels pour endoscopie avancée

OmniVision a présenté aujourd'hui son capteur d'image CMOS médical le plus compact, associé à un module caméra au niveau wafer, pour étendre la portée des procédures endoscopiques dans les plus petites structures anatomiques.

Le capteur OH0TA OVMed s'inscrit dans une enveloppe de 0,55 mm × 0,55 mm, possède des pixels de 1,0 µm sur un format 1/31″ et délivre une résolution RGB 400 × 400 — quatre fois celle de son prédécesseur — à 30 ips. Il réduit aussi la consommation d'énergie de 20 %, opérant à seulement 20 mW.

Les concepteurs peuvent maintenant intégrer l'imagerie ultra-compacte dans les endoscopes à usage unique et réutilisables, cathéters et fils guides, atteignant des diamètres extérieurs de seulement 1-2 mm. L'empreinte diminutive du capteur permet aussi aux OEM de construire des endoscopes de plus grand diamètre avec des canaux de travail élargis.

S'adressant à embedded.com, Tehzeeb Gunja, directeur du marketing médical chez OmniVision, a dit : « Les petits endoscopes existants utilisent la fibre, et nous utilisons le CMOS au lieu de la fibre, ce qui permet un coût plus bas et une résolution plus élevée. Nous avions déjà un petit capteur, mais les clients cherchaient cette résolution 400×400 dans une taille plus petite et à moindre coût. » Il a ajouté : « Le CMOS au bout de l'endoscope devient de plus en plus un paradigme. »

Auparavant, les procédures dans les plus petites régions anatomiques du corps étaient soit effectuées à l'aveugle, soit avec des images médiocres d'endoscopes à fibre optique, car les caméras conventionnelles étaient trop grandes et les endoscopes réutilisables s'avéraient non rentables.

Avec sa résolution plus élevée, le OH0TA capture des images couleur vives des espaces les plus confinés du corps, étendant la portée des procédures en neurologie, ophtalmologie, ORL, cardiologie, orthopédie, urologie, gynécologie, arthroscopie, dentisterie et médecine vétérinaire. La consommation d'énergie plus faible diminue aussi la chaleur de la caméra au bout, améliorant le confort du patient et prolongeant les durées de procédure, tout en délivrant des images plus nettes et plus claires.

Le OH0TA tire parti du processus PureCel Plus-S à empilement de puces d'OmniVision, une architecture de pixel de pointe qui délivre une fidélité couleur supérieure et une sensibilité en basse lumière de 3 600 mV/lux-sec. Son rapport signal/bruit élevé de 37,5 dB produit des images plus nettes, tandis que la technologie améliore la capacité de plein puits, élimine le blooming et réduit la consommation d'énergie.

Points forts additionnels : un angle de rayon principal de 15,5° — permettant des objectifs à grand champ de vision, courte focale — et support pour une interface 4 fils plus sortie analogique brute, toutes deux capables de transmission de signal propre sur câbles jusqu'à 4 m. Le capteur maintient la rétrocompatibilité en s'intégrant avec la puce pont A/D OV426 d'OmniVision, et il est autoclavable pour la stérilisation d'endoscopes réutilisables.

La chirurgie mini-invasive s'étend car elle offre des taux de succès plus élevés et une récupération plus rapide. Pourtant, dans les couloirs anatomiques les plus étroits — surtout en neurologie et interventions cardiaques — les capteurs existants manquaient du mélange de taille ultra-petite et haute résolution. Le OH0TA comble ce vide, devenant le premier capteur à délivrer les deux, élevant ainsi la performance des endoscopes au-delà des alternatives à fibre optique qui souffrent de résolution limitée, qualité d'image médiocre et coût élevé.

Modules caméra au niveau wafer pour endoscopie à usage unique

En tandem avec les capteurs, OmniVision a dévoilé le module caméra OVMed OCHTA construit sur sa plateforme wafer-level CameraCubeChip. Le module mesure 0,65 mm × 0,65 mm, égalant la compacité du capteur tout en logeant le OH0TA haute résolution, le traitement de signal et l'optique intégrée — le tout dans un paquet rationalisé.

Les modules OCHTA permettent aux OEM de produire des endoscopes, cathéters et fils guides à usage unique avec des diamètres optiques de 1-2 mm et une résolution supérieure, atténuant les risques de contamination croisée et les coûts de maintenance élevés associés aux systèmes réutilisables.

OmniVision reste le seul fournisseur de caméras ultra-compactes chip-on-tip avec illumination arrière (BSI), délivrant une qualité d'image exceptionnelle et une sensibilité en basse lumière qui réduit la chaleur des LED et améliore la performance globale. Le BSI supporte aussi des technologies d'objectifs avancées indisponibles pour les concurrents à illumination frontale, boostant le confort patient et accélérant la récupération. Couplé à l'emballage wafer-level CameraCubeChip rentable, l'OCHTA permet la production en masse de dispositifs d'imagerie à usage unique haute résolution.

La conception intégrée de l'OCHTA — combinant capteur, processeur de signal et optique wafer-level — simplifie les chaînes d'approvisionnement, booste la fiabilité et accélère le développement. Contrairement aux caméras conventionnelles, chaque module CameraCubeChip est refusionnable, permettant la soudure simultanée avec d'autres composants sur un PCB via l'assemblage en surface automatisé. Ce processus élève la qualité et réduit les coûts d'assemblage.

Le point de vue de l'analyste

La recherche de Yole Développement met en lumière comment les nœuds CMOS avancés et la technologie d'empilement de puces délivrent maintenant la haute résolution et la compacité demandées par l'endoscopie moderne. L'analyste Chenmeijing Liang note que ces solutions CIS de pointe donnent aux médecins des images plus nettes, un meilleur contraste et un confort patient accru — permettant des diagnostics mini-invasifs à travers neurologie, ORL et pédiatrie sans compromettre la résolution. Yole projette le marché des modules caméra CMOS à usage unique à 241 millions USD d'ici fin 2025, une croissance pilotée par les régulations de contrôle d'infection post-COVID-19 qui priorisent l'évitement de contamination croisée dans des procédures comme les bronchoscopies, urétéroscopies et imagerie pédiatrique. Les demandes clés de l'industrie sont la miniaturisation extrême, la qualité d'image supérieure, le contraste élevé à basse puissance et la génération minimale de chaleur.