Tulemuste väljakuulutamine

Meie "Guangheng" kaugkorpuste seeria, mis on spetsiaalselt loodud tipptasemel{0}}visuaalsete endoskoopide jaoks, on edukalt viinud optiliste komponentide paigaldamise ja joondamise täpsuse nanomeetri skaalale. Tänu kahele põhitehnoloogiale, "nanomeetri täpsusega võrdluspinna töötlemine" ja "in-situ optilise joonduse abistruktuur", tagab see toode, et suhtelise asendi tolerants kaamera sensori, optilise läätse ja valgustusakna vahel on stabiilne ±3 mikromeetri piires, kõrvaldades pildi moonutused, kromaatilised aberratsioonid ja valgustuse algpõhjused. Sellest tootest on saanud 4K/8K üli-kõrglahutusega-endoskoopide, 3D stereoskoopilise nägemise endoskoopide ja fluorestsentskujutise endoskoopide asendamatu põhikomponent.

Teadus- ja arendustegevuse taustaprobleemid

Endoskoopiliste kujutiste kvaliteet toimib diagnoosi ja operatsiooni "silmadena" ning selle peamine kitsaskoht on sageli distaalse otsa optilises joonduses. Traditsioonilises kestatootmises töödeldakse peamisi võrdlustasapindu, nagu kaamera paigalduspind, objektiivi hoiderõnga pind ja valguskiudude väljumispind, erinevate protsessidega eraldi ning kumulatiivsed vead võivad kergesti põhjustada optilise telje kõrvalekalde, anduri kallutamist või objektiivi objektiivi defokuseerimist. Isegi väike hälve (näiteks 0,02-millimeetrine sensori kalle) põhjustab pärast optilist suurendust pildi ilmseid trapetsikujulisi moonutusi, servade hägusust või ebaühtlast valgustust. Veelgi enam, liimide kokkutõmbumine ja pinge vabanemine montaažiprotsessi ajal põhjustavad kontrollimatuid joondusvigu. Kliinilistes tingimustes mõjutavad sellised probleemid nagu kujutiste servade pehmenemine, tumedad varjud nurkades või halvast optilisest joondusest põhjustatud 3D-nägemise "vergentsihäire" tõsiselt arstide vaatluse ja operatsioonide täpsust ning on ka peamised tegurid, mis aitavad kaasa endoskoopiliste toodete toimivuse ja kogemuste erinevustele.

Põhiline tehnoloogiline innovatsioon

• Mitme-etaldi pinna ühekordne{1}}vormimisprotsess:Traditsioonilise samm-sammulise--töötlusrežiimi murdmisel oleme välja töötanud ülitäpse-töötluslahenduse, mis hõlmab "ühekordset-kinnitamist, funktsioonide täielikku vormimist". Üli-kõrge jäikusega 5-teljelises mikro-töötlemiskeskuses saab ise-väljatöötatud "termilise ja termilise sidestuse vea kompenseerimise" algoritmi kaudu kõiki olulisi optilisi pindu, objektiivi silindri õõnsust, optilise kiu pesa ja kanalit pidevalt töödelda ühes klambris. See välistab korduvast klammerdamisest põhjustatud võrdlusaluse teisendusvea ja vähendab paralleelsust, perpendikulaarsust ja asendiviga iga optilise võrdlusaluse pinna vahel rohkem kui 80%, saavutades "disaini joondamise" tootmiskontseptsiooni.
• In-situ kalibreerimismärgi ja mõõtmisfunktsiooni integreeritud disain:Korpuse mittefunktsionaalses-alal töödeldakse uuenduslikke mikro-v-kujulisi sooni, ristjooni või poolkerakujulisi süvendeid in-situ kalibreerimismärkidena. Need märgid võivad olla masinnägemissüsteemi täpsed võrdlusalused optiliste komponentide järgnevas aktiivse joondamise (AA) protsessis, parandades oluliselt joondamise tõhusust ja täpsust. Samal ajal on korpusele projekteeritud spetsiaalne mikro-mõõtetasand, mis võimaldab kasutada laserinterferomeetreid või konfokaalseid andureid monteerimise ajal kohapeal mõõtmiseks, võtmemõõtmete jälgimiseks reaalajas-, moodustades tootmis-koostu-testimise suletud ahela.
• Madala pinge ja kõrge stabiilsusega ühenduse liidese töötlemine:Optiliste komponentide liimimisala jaoks töötati välja spetsiaalne mikro{0}}tekstuuriga pinnatöötlustehnoloogia. Laserpinna tekstureerimisega moodustub liimimispinnale korrapärane mikro-koonusmassiivide jaotus, mis mitte ainult ei suurenda oluliselt efektiivset sidumispinda ja mehaanilist lukustusjõudu, vaid tagab ka liimile stabiilse voolamise ja kõvenemisruumi, vähendades 70% ebaühtlasest liimikihi kokkutõmbumisest tingitud komponendi kaldepinget. Koos madala kokkutõmbumiskiirusega ja kõrge soojusjuhtivusega meditsiinilise -epoksiidliimiga on tagatud optiliste komponentide pikaajaline asendistabiilsus temperatuurivahemikus -40 kraadi kuni 135 kraadi ja korduv steriliseerimine.

Toimemehhanism

"Guanghengi" seeria korpuse põhiülesanne on luua keeruliste optiliste süsteemide jaoks "null-triiviga mehaaniline koordinaatsüsteem". Kõik korpuses olevaid optilisi komponente teenindavad funktsioonid on läbinud range kinemaatiliste piirangute analüüsi ja optimeerimise. Näiteks on kaamera anduri kinnituspinnal konstruktsioon "kuue-punkti positsioneerimine", mis tagab täpse tasasuse ja vertikaalsuse, piirates seeläbi kuut liikumisvabaduse astet ja tagades, et andur ei saaks pärast fikseerimist mikro-liigutusi teha. Valgustuskiu sisestuskanal ja väljapääsu otspind on täpselt juhitud kontsentrilisuse ja nurga suhtes, tagades, et kiiratav valguskoonus suudab ühtlaselt katta kaamera vaatevälja ja säilitada optilise teljega eelseadistatud nurga, vältides otsest pimestamist objektiivilt. 3D-endoskoopide puhul töödeldakse vasaku ja parema kaameramooduli paigaldamiseks kasutatava kahe sõltumatu õõnsuse optiliste telgede vahekaugust, lähenemisnurka ja andurite tasapindade tasapinnalisust sub-mikronilise täpsusega. See on füüsiline alus loomuliku ja mitte{10}}väsitava stereoskoopilise nägemise saavutamiseks. Need täpsed mehaanilised seosed moodustavad kvaliteetse optilise kujutise nähtamatu karkassi.

Tõhususe kontrollimine

"Valguse tasakaalu" korpusega varustatud endoskoopiline moodul toimib professionaalsel optilisel testimisplatvormil erakordselt hästi: standardses ruudustiku projektsioonitestis on geomeetriliste moonutuste määr kogu vaatevälja piires alla 1,5% (tavaliselt on tööstusharu tippstandard<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.

Teadus- ja arendustegevuse strateegia ja filosoofia

Meie strateegia on "määratleda mehaaniline täpsus optilise jõudluse põhjal". Oleme endoskoopide optilise disaini esirinnas ja loonud sügava koostöö maailma juhtivate optilise disaini ettevõtete ja pildiandurite tootjatega. Me ei mõista mitte ainult mehaanilisi jooniseid, vaid omame ka põhjalikke teadmisi optilise modulatsiooni funktsioonidest, aberratsiooniteooriast ja valgustusoptikast. Meie disainisisendid pole mitte ainult CAD-mudelid ja tolerantsiribad, vaid ka modulatsiooni ülekandefunktsiooni (MTF) kõverad, suhtelise valgustuse (RI) diagrammid ja kliendi optilise süsteemi moonutusvõred. Teisendame need optilised jõudlusnäitajad tundlikkusanalüüsi abil kvantifitseeritavateks ja mõõdetavateks mehaanilisteks tolerantsinõueteks korpuse iga asjakohase funktsiooni jaoks. Meie filosoofia on: täiuslik kaugkorpus peaks võimaldama optikainseneride ideaalset disaini reaalses maailmas kadudeta esitada. Oleme optiliste unistuste "elluviijad".

Tuleviku väljavaade

Tulevikus integreeritakse optiline joondus intelligentse kompensatsiooniga sügavalt. Arendame välja "aktiivse optilise joonduskorpuse", mille sisse on integreeritud mikropiesoelektrilised ajamid. Enne tootmist või kasutamise ajal võib see tuvastatud kujutise signaalide põhjal teostada kaamera või objektiivi komponentide asendit nanomeetri-tasemel-peenhäälestada, et kompenseerida pikaajalisest-kasutamise või ekstreemsete keskkondade põhjustatud väiksemaid kõrvalekaldeid, saavutades "eluaegse täpsuse". Samal ajal uurime ja integreerime arvutusliku pildistamise, et arendada korpuse struktuure, mis on spetsiaalselt optimeeritud uute pilditehnoloogiate jaoks, nagu "objektiivita pildistamine" või "valgusvälja kujutis". Nendel tehnoloogiatel võivad mehaanilise täpsuse nõuded olla tavapärasest optikast erinevad. Suurem visioon on osaleda "kiibi -taseme endoskoopide" uurimis- ja arendustegevuses, integreerides CMOS-andureid ja mikrooptilisi komponente vahvli tasemel. Meie ülesanne on toota ülim mikrostruktuuri alus koos aatomi-tasapinna ja termilise sobitamisega, mis kannab seda "optilist kiipi", mis viib endoskoobid "süsteemi-kiibile" ajastusse.