Rezultatų paskelbimas

Mūsų „Guangheng“ serijos nuotoliniai korpusai, specialiai sukurti aukščiausios klasės{0}}vizualiniams endoskopams, sėkmingai padidino optinių komponentų montavimo ir išlygiavimo tikslumą iki nanometrų skalės. Taikant dvi pagrindines technologijas – „nanometro tikslumo etaloninio paviršiaus apdorojimą“ ir „pagalbinę optinio derinimo in{2}} struktūrą“, šis gaminys užtikrina, kad santykinė padėties paklaida tarp fotoaparato jutiklio, optinio objektyvo ir apšvietimo lango būtų stabili ± 3 mikrometrų ribose, pašalinant vaizdo iškraipymą, chromatinę aberaciją ir pagrindines apšvietimo priežastis. Šis gaminys tapo nepakeičiamu pagrindiniu 4K/8K itin -aukštos- raiškos endoskopų, 3D stereoskopinio regėjimo endoskopų ir fluorescencinio vaizdo endoskopų komponentu.

Mokslinių tyrimų ir plėtros fono iššūkiai

Endoskopinių vaizdų kokybė yra diagnozės ir chirurgijos „akys“, o pagrindinė kliūtis dažnai slypi optiniame išlygiavime distaliniame gale. Tradicinėje apvalkalo gamyboje pagrindinės atskaitos plokštumos, tokios kaip fotoaparato montavimo paviršius, objektyvo laikančiojo žiedo paviršius ir šviesos pluošto išėjimo paviršius, yra apdorojamos skirtingais procesais atskirai, o dėl kaupiamųjų klaidų gali lengvai nukrypti optinė ašis, pakreipti jutiklį arba sufokusuoti objektyvo objektyvą. Net nedidelis nuokrypis (pvz., 0,02 milimetro jutiklio pakreipimas) po optinio padidinimo sukels akivaizdų vaizdo trapecijos iškraipymą, kraštų susiliejimą arba netolygų apšvietimą. Be to, dėl klijų susitraukimo ir įtempių atsipalaidavimo surinkimo proceso metu dar labiau atsiras nekontroliuojamų išlygiavimo klaidų. Klinikinėse situacijose tokios problemos, kaip vaizdų „kraštų sušvelnėjimas“, „tamsūs šešėliai kampuose“ arba „vergencijos sutrikimas“ 3D regėjime, kurį sukelia prastas optinis išlygiavimas, labai paveikia gydytojų stebėjimo ir operacijos tikslumą, taip pat yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys endoskopinių gaminių veikimo ir patirties skirtumus.

Pagrindinės technologinės naujovės

• Kelių-lyginamųjų paviršiaus vienkartinio-formavimo procesas:Atsikratydami tradicinio-po-žingsnio apdorojimo režimo, sukūrėme itin-tikslaus apdorojimo sprendimą „vienkartinis prispaudimas, viso elemento formavimas“. Itin -didelio standumo 5-ašių mikro-apdorojimo centre, naudojant savaime-sukurtą „šilumos ir šiluminės jungties klaidų kompensavimo“ algoritmą, visi pagrindiniai optiniai etaloniniai paviršiai, objektyvo cilindro ertmė, optinio pluošto lizdas ir kanalas gali būti nuolat apdorojami viename gnybtu. Tai pašalina etalono konvertavimo paklaidą, kurią sukelia pakartotinis suspaudimas, ir sumažina lygiagretumą, statmenumą ir padėties paklaidą tarp kiekvieno optinio etalono paviršiaus daugiau nei 80%, o tai leidžia pasiekti „dizaino išlygiavimo“ gamybos koncepciją.
• Integruotas in-kalibravimo žymos ir matavimo funkcijos dizainas:Ne{0}}funkcinėje apvalkalo srityje naujoviški mikro-v- formos grioveliai, skersinės linijos arba pusrutulio formos įdubimai apdorojami kaip in-situ kalibravimo žymės. Šie ženklai gali būti naudojami kaip didelio{5}}tikslumo atskaitos etalonas mašininio matymo sistemai vėlesniame optinių komponentų aktyvaus derinimo (AA) procese, o tai labai pagerina išlygiavimo efektyvumą ir tikslumą. Tuo pačiu metu ant korpuso suprojektuota speciali mikro-matavimo plokštuma, leidžianti naudoti lazerinius interferometrus arba konfokalinius jutiklius in-situ matuojant surinkimo metu, stebėti raktų matmenis realiuoju-laiku, sudarant uždarą gamybos-surinkimo{11}}bandymo kilpą.
• Mažo įtempio ir didelio stabilumo jungties sąsajos apdorojimas:Optinių komponentų sujungimo sričiai buvo sukurta speciali mikro{0}}tekstūrinio paviršiaus apdorojimo technologija. Lazerinio paviršiaus tekstūravimo būdu ant klijavimo paviršiaus susidaro reguliarus mikro-kūgių matricų pasiskirstymas, o tai ne tik žymiai padidina efektyvų sukibimo plotą ir mechaninę blokavimo jėgą, bet ir užtikrina stabilų klijų tekėjimą ir kietėjimo erdvę, 70 % sumažindama komponento posvyrio įtempį, kurį sukelia netolygus klijų sluoksnio susitraukimas. Kartu su medicininiais -epoksidiniais klijais, pasižyminčiais mažu susitraukimo greičiu ir dideliu šilumos laidumu, užtikrinamas ilgalaikis optinių komponentų padėties stabilumas, kai temperatūra keičiasi nuo -40 laipsnių iki 135 laipsnių ir pakartotinai sterilizuojama.

Veikimo mechanizmas

Pagrindinė „Guangheng“ serijos korpuso funkcija yra sukurti „nulinę-dreifinę mechaninių koordinačių sistemą“ sudėtingoms optinėms sistemoms. Kiekviena funkcija, aptarnaujanti optinius komponentus korpuse, buvo griežta kinematinių apribojimų analizė ir optimizuota. Pavyzdžiui, fotoaparato jutiklio tvirtinimo paviršius sukurtas su „šešių -taškų padėties nustatymo“ struktūra, kuri užtikrina tikslų plokštumą ir vertikalumą, taip apribodama šešis judėjimo laisvės laipsnius ir užtikrindama, kad fiksuotas jutiklis negalėtų atlikti jokių mikro-judesių. Apšvietimo pluošto įvedimo kanalas ir išėjimo galinis paviršius buvo tiksliai kontroliuojami dėl koncentriškumo ir kampo, užtikrinant, kad skleidžiamos šviesos kūgis galėtų tolygiai padengti fotoaparato matymo lauką ir išlaikyti iš anksto nustatytą kampą su optine ašimi, išvengiant tiesioginio akinimo iš objektyvo. Naudojant 3D endoskopus, dvi nepriklausomos ertmės, naudojamos kairiajam ir dešiniajam kameros moduliams montuoti, turi optinių ašių atstumą, konvergencijos kampą ir jutiklių plokštumų plokštumą, apdorojamą sub-mikronų tikslumu. Tai yra fizinis pagrindas pasiekti natūralų ir{10}}nevarginantį stereoskopinį regėjimą. Šie tikslūs mechaniniai ryšiai sudaro aukštos kokybės optinio vaizdo „nematomą skeletą“.

Veiksmingumo patikrinimas

Endoskopinis modulis su „šviesos balanso“ korpusu puikiai veikia profesionalioje optinio testavimo platformoje: atliekant standartinį tinklelio projekcijos testą, geometrinio iškraipymo koeficientas visame regėjimo lauke yra mažesnis nei 1,5 % (paprastai yra aukščiausias pramonės standartas).<3%); in the uniformity lighting test, the illumination uniformity within the field of view is greater than 90%; in the modulation transfer function (MTF) test, at the Nyquist frequency, the ratio of MTF values at the center and the edge is greater than 0.8, demonstrating excellent off-axis imaging performance. In the thermal stability test, during the temperature change from 10°C to 50°C, the image center drift is less than 2 pixels. The customer's complete machine test report shows that after using this housing, the 4K endoscope's geometric correction parameters at the factory are almost not requiring personalized adjustment, significantly simplifying the production process and improving the yield rate. In clinical simulations, the doctors' depth perception score for the 3D images using this housing significantly improved.

Mokslinių tyrimų ir plėtros strategija ir filosofija

Mūsų strategija yra „apibrėžti mechaninį tikslumą remiantis optinėmis savybėmis“. Esame endoskopų optinio dizaino priešakyje ir užmezgėme glaudų bendradarbiavimą su pasaulyje pirmaujančiomis optinio dizaino įmonėmis ir vaizdo jutiklių gamintojais. Mes ne tik suprantame mechaninius brėžinius, bet ir puikiai išmanome optinio moduliavimo funkcijas, aberacijų teoriją ir apšvietimo optiką. Mūsų projektavimo įvestis yra ne tik CAD modeliai ir tolerancijos juostos, bet ir moduliacijos perdavimo funkcijos (MTF) kreivės, santykinio apšvietimo (RI) diagramos ir kliento optinės sistemos iškraipymo tinkleliai. Šiuos optinius našumo rodiklius paverčiame jautrumo analize į kiekybiškai įvertinamus ir išmatuojamus mechaninės tolerancijos reikalavimus kiekvienai svarbiai korpuso ypatybei. Mūsų filosofija yra tokia: tobulas nuotolinis korpusas turėtų leisti tobulą optinių inžinierių dizainą pateikti be nuostolių realiame pasaulyje. Esame optinių svajonių „realizuotojai“.

Ateities perspektyva

Ateityje optinis derinimas bus giliai integruotas su intelektualiu kompensavimu. Kuriame „aktyvų optinio derinimo korpusą“, kuriame integruotos mikro pjezoelektrinės pavaros. Prieš gaminant arba naudojant, jis gali tiksliai suderinti fotoaparato ar objektyvo komponentų padėtį nanometru- Tuo pačiu metu tiriame ir integruojamės su kompiuteriniu vaizdavimu, kad sukurtume būsto struktūras, specialiai optimizuotas naujoms vaizdo gavimo technologijoms, tokioms kaip „vaizdavimas be objektyvo“ arba „šviesos lauko vaizdavimas“. Šioms technologijoms mechaninio tikslumo reikalavimai gali skirtis nuo tradicinės optikos. Didesnė vizija yra dalyvauti tiriant ir plėtojant „lusto{9} lygio endoskopus“, integruojant CMOS jutiklius ir mikro optinius komponentus plokštelių lygmeniu. Mūsų užduotis bus sukurti aukščiausią mikrostruktūros bazę su atominiu-lygio lygiu ir šiluminiu suderinimu, kuris perneša šį „optinį lustą“, nukreipiantį endoskopus į „sistemos-a-a-lustą“ erą.