Radiografia cyfrowa i-SENSOR Pluto0005X – sensor RTG CMOS 9,2 MP

i-SENSOR Pluto0005X to cyfrowy sensor obrazu RTG wykorzystujący technologię CMOS. Został zaprojektowany z myślą o radiografii stomatologicznej, w tym stomatologii weterynaryjnej, zdjęciach okluzyjnych, obrazowaniu ogólnym oraz zastosowaniach rentgenowskich 3D. Może być również wykorzystywany w przemysłowych systemach badań nieniszczących NDT.

Urządzenie pełni funkcję cyfrowego odbiornika obrazu w systemie RTG. Duży aktywny obszar sensora, matryca o rozdzielczości około 9,2 MP oraz możliwość pracy z różnymi scyntylatorami pozwalają dopasować konfigurację do wymagań konkretnego zastosowania. Dane są przesyłane przewodowo przez interfejs USB 2.0, a w wersjach wykonywanych na zamówienie dostępne są również inne warianty komunikacji i konstrukcji.

Matryca CMOS o rozdzielczości około 9,2 MP

Pluto0005X wykorzystuje zintegrowany układ CMOS z pikselami o wymiarach 18,5 × 18,5 µm. Zgodnie ze szczegółową tabelą producenta pełna matryca składa się z 2524 × 3648 pikseli, natomiast jej aktywna część obejmuje 2524 × 3640 pikseli.

Oznacza to:

• około 9,21 mln pikseli całkowitych,

• około 9,19 mln pikseli aktywnych,

• aktywny obszar obrazowania o wymiarach 46,7 × 67,3 mm,

• rozdzielczość przestrzenną od około 10 do 20 lp/mm, zależnie od zastosowanego scyntylatora.

Duża powierzchnia aktywna umożliwia objęcie obrazem rozleglejszego obszaru anatomicznego, natomiast odpowiednio dobrany scyntylator pozwala uzyskać kompromis pomiędzy czułością a rozdzielczością obrazu.

Cyfrowa rejestracja obrazu 14- lub 16-bitowego

Układ CMOS ma zintegrowany przetwornik analogowo-cyfrowy ADC. Podstawowa konstrukcja wykorzystuje konwersję 14-bitową, lecz dostępne są opcje digitalizacji 14- i 16-bitowej.

Większa głębia bitowa pozwala zapisać więcej poziomów sygnału pomiędzy najciemniejszymi i najjaśniejszymi fragmentami obrazu. Zakres dynamiczny sensora wynosi 72 dB, dzięki czemu urządzenie może rejestrować zróżnicowanie sygnału występujące w badanym obszarze.

Rozdzielczość dopasowana do zastosowania

Producent podaje rozdzielczość przestrzenną wynoszącą od 10 do 20 par linii na milimetr, przy czym dokładna wartość zależy od zastosowanego scyntylatora i konfiguracji sensora.

Dostępne są trzy warianty:

Wybór scyntylatora pozwala dopasować sensor do zastosowań, w których najważniejsza jest wysoka szczegółowość obrazu albo skuteczne wykorzystanie docierającego promieniowania.

Opcjonalna warstwa FOP

Konstrukcja może zostać uzupełniona o opcjonalną płytę światłowodową FOP 6 µm. Według producenta rozwiązanie to:

• wspiera poprawę rozdzielczości obrazu,

• ogranicza bezpośrednie oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego na układ CMOS,

• chroni obwody znajdujące się w pobliżu matrycy,

• może przyczynić się do wydłużenia żywotności sensora.

FOP jest elementem opcjonalnym, dlatego jego obecność należy potwierdzić dla konkretnej konfiguracji produktu.

Automatyczne wykrywanie ekspozycji AED

Pluto0005X został wyposażony w wydzielony obszar wyzwalania AED – Automatic Exposure Detection. System wykorzystuje osiem linii detekcyjnych:

• cztery linie znajdujące się w górnej części matrycy,

• cztery linie znajdujące się w dolnej części matrycy,

• obszar AED ma niezależne wyjście.

Rozwiązanie umożliwia wykrywanie rozpoczęcia ekspozycji i synchronizację rejestracji obrazu z pracą źródła promieniowania w odpowiednio skonfigurowanym systemie RTG.

Tryb pracy matrycy

Sensor obsługuje:

• migawkę kroczącą – rolling shutter,

• tryb global reset,

• częstotliwość zegara MCLK do 200 MHz,

• standardową szybkość odczytu 0,5 klatki na sekundę.

W indywidualnie skonfigurowanej wersji z interfejsem USB 3.0 producent przewiduje możliwość uzyskania szybkości do 10 klatek na sekundę. Jest to rozwiązanie niestandardowe i wymaga osobnego uzgodnienia.

Łączność USB i integracja z oprogramowaniem

Standardowym interfejsem modelu Pluto0005X jest USB 2.0. Połączenie umożliwia przesyłanie zarejestrowanych obrazów do komputera współpracującego z odpowiednim oprogramowaniem.

Producent przewiduje również:

• opcjonalne złącze USB Type-C w wersjach wykonywanych na zamówienie,

• możliwość przygotowania niestandardowego rozwiązania z USB 3.0,

• sterowniki dla systemu Windows,

• opcjonalne sterowniki dla macOS i Linux,

• oprogramowanie aplikacyjne dostosowane do różnych dziedzin,

• możliwość udostępnienia zestawu SDK do dalszego rozwoju oprogramowania,

• realizację projektów OEM i ODM.

Dostępność konkretnego systemu operacyjnego, oprogramowania, SDK oraz niestandardowego interfejsu należy potwierdzić przed zakupem.

Trzy warianty konstrukcyjne

Pluto0005X może być wykonany w jednej z trzech konfiguracji:

Kontroler umieszczony pośrodku przewodu

W tym wariancie pomiędzy wtykiem USB a sensorem znajduje się oddzielny moduł kontrolera. Schemat producenta wskazuje:

• długość kontrolera około 120 mm,

• przewód o długości około 2000 mm pomiędzy USB a kontrolerem,

• przewód o długości około 800-1000 mm pomiędzy kontrolerem a sensorem,

• średnicę przewodu około 3,5 mm.

Kontroler przy końcówce USB

Moduł sterujący znajduje się bezpośrednio przy wtyku USB, co ogranicza liczbę elementów umieszczonych w środkowej części przewodu. Długość obudowy modułu wynosi według schematu około 95 mm, a długość przewodu prowadzącego do sensora około 2000 mm.

Bezpośrednie połączenie USB

Wariant Direct USB wykorzystuje przewód biegnący bezpośrednio od wtyku USB do obudowy sensora. Schemat wskazuje długość przewodu wynoszącą około 2000 mm.

Dokładna konstrukcja, długość przewodu i położenie kontrolera zależą od wybranej wersji.

Kompaktowa obudowa sensora

Obudowa części rejestrującej ma według rysunku technicznego wymiary około:

• 77,1 mm długości,

• 53,8 mm szerokości.

Wewnątrz znajduje się aktywny obszar obrazowania o wymiarach 46,7 × 67,3 mm. Podłoże układu wykonano z ceramiki na bazie tlenku aluminium, zapewniającej stabilną podstawę dla elementów elektronicznych sensora.

Odporność i parametry elektryczne

Sensor został zaprojektowany z uwzględnieniem pracy w środowisku wykorzystującym promieniowanie rentgenowskie. Deklarowana odporność radiacyjna wynosi 30 kRad.

Pozostałe parametry obejmują:

• odporność na wyładowania elektrostatyczne ESD: 8 kV,

• pobór mocy: 350 mW,

• poziomy zasilania układu: 0,7 V, 2,3 V, 3,3 V i 4,3 V,

• zakres temperatury pracy: od 0 do 40°C,

• prąd ciemny w temperaturze 25°C: 900 e-/s,

• pojemność pełnego nasycenia Full Well: 3600 ke-.

Zastosowanie i-SENSOR Pluto0005X

Producent przewiduje wykorzystanie sensora w takich obszarach jak:

• cyfrowa radiografia stomatologiczna,

• stomatologia weterynaryjna,

• zdjęcia okluzyjne,

• ogólne obrazowanie rentgenowskie,

• zastosowania RTG 3D,

• przemysłowe badania nieniszczące NDT.

W broszurze zaprezentowano przykładowe obrazy RTG uzyskane dla ludzkiego uzębienia, uzębienia zwierzęcia oraz obiektu wykorzystywanego w kontroli NDT. Pokazuje to możliwość zastosowania platformy sensora w różnych systemach obrazowania.

Najważniejsze zalety

• matryca CMOS o rozdzielczości około 9,2 MP,

• pełna matryca 2524 × 3648 pikseli,

• aktywna matryca 2524 × 3640 pikseli,

• aktywny obszar obrazowania 46,7 × 67,3 mm,

• wielkość pojedynczego piksela 18,5 × 18,5 µm,

• rozdzielczość przestrzenna od około 10 do 20 lp/mm,

• digitalizacja 14- lub 16-bitowa,

• zakres dynamiczny 72 dB,

• trzy warianty scyntylatora,

• opcjonalna płyta światłowodowa FOP,

• dedykowany obszar automatycznego wykrywania ekspozycji AED,

• standardowy interfejs USB 2.0,

• opcjonalne rozwiązania Type-C i USB 3.0,

• możliwość integracji za pomocą SDK,

• różne warianty rozmieszczenia kontrolera,

• niski pobór mocy wynoszący 350 mW,

• odporność radiacyjna 30 kRad,

• możliwość dostosowania konstrukcji i oprogramowania.

Dane techniczne

Informacja dotycząca konfiguracji

Scyntylator, warstwa FOP, głębia digitalizacji, rodzaj złącza, szybkość odczytu, położenie kontrolera, sterowniki oraz oprogramowanie mogą zależeć od zamówionej wersji. Przed zakupem należy potwierdzić dokładną konfigurację oferowanego zestawu.