Tulosten julkistaminen

"Guangheng"-sarjamme etäkotelot, jotka on suunniteltu erityisesti huippuluokan visuaalisia endoskooppeja varten, ovat onnistuneesti saavuttaneet optisten komponenttien asennus- ja kohdistustarkkuuden nanometrin mittakaavassa. Kahden ydinteknologian, "nanometrin tarkkuuden referenssipinnan käsittelyn" ja "in -situ optisen kohdistuksen apurakenteen" avulla tämä tuote varmistaa, että kameran anturin, optisen linssin ja valaistusikkunan välinen suhteellinen sijaintitoleranssi on vakaa ±3 mikrometrissä, mikä eliminoi kuvan vääristymät, kromaattiset aberraatiot ja valaistuksen juurisyistä johtuvat tummia alueita. Tästä tuotteesta on tullut korvaamaton ydinkomponentti 4K/8K-ultra-high-definition--endoskoopeille, 3D-stereoskooppisille näönendoskoopeille ja fluoresenssikuvausendoskoopeille.

Tutkimuksen ja kehityksen taustahaasteet

Endoskooppisten kuvien laatu toimii "silminä" diagnoosille ja leikkaukselle, ja sen ydin pullonkaula on usein optisessa linjauksessa distaalisessa päässä. Perinteisessä kuoren valmistuksessa tärkeimmät vertailutasot, kuten kameran asennuspinta, linssin kiinnitysrenkaan pinta ja valokuidun ulostulopinta, käsitellään eri prosesseilla erikseen, ja kumulatiiviset virheet voivat helposti johtaa optisen akselin poikkeamaan, anturin kallistukseen tai objektiivin epätarkkuuteen. Pienikin poikkeama (kuten 0,02 millimetrin anturin kallistus) aiheuttaa optisen suurennuksen jälkeen ilmeisen kuvan puolisuunnikkaan muotoisen vääristymän, reunojen epäterävyyden tai epätasaisen valaistuksen. Lisäksi liimojen kutistuminen ja jännityksen vapautuminen kokoonpanoprosessin aikana aiheuttavat edelleen hallitsemattomia kohdistusvirheitä. Kliinisissä olosuhteissa ongelmat, kuten kuvien "reunojen pehmeneminen", "tummat varjot kulmissa" tai "vergenssihäiriö" 3D-näössä huonosta optisesta kohdistuksesta, vaikuttavat vakavasti lääkäreiden havainnoinnin ja toiminnan tarkkuuteen, ja ovat myös avaintekijöitä, jotka vaikuttavat endoskooppisten tuotteiden suorituskyvyn ja kokemuksen eroihin.

Ydinteknologian innovaatio

• Usean-vertailupinnan kerta{1}}muodostusprosessi:Rikomme perinteisen vaiheittaisen-askel-prosessointitilan, olemme kehittäneet erittäin-tarkan käsittelyratkaisun, jossa on "kertakiristys, täydellinen ominaisuuksien muotoilu". Ultra-korkean jäykkyyden 5-akselin mikro-prosessointikeskuksessa itse-kehitetyn "lämpö-lämpökytkentävirheen kompensointi" -algoritmin avulla kaikki tärkeimmät optiset vertailupinnat, linssin piipun ontelo, valokuitukanta ja kanava voidaan käsitellä jatkuvasti yhdessä puristimessa. Tämä eliminoi toistuvasta puristamisesta aiheutuvan vertailuarvon muunnosvirheen ja vähentää yhdensuuntaisuutta, kohtisuoraa ja sijaintivirhettä kunkin optisen vertailupinnan välillä yli 80 %, jolloin saavutetaan "suunnittelun kohdistuksen" valmistuskonsepti.
• In-in situ kalibrointimerkin ja mittausominaisuuden integroitu suunnittelu:Kuoren ei--toiminnallisella alueella innovatiiviset mikro-v--muotoiset urat, poikkiviivat tai puolipallon muotoiset painaumat käsitellään in-in situ -kalibrointimerkkeinä. Nämä merkit voivat toimia korkean-tarkkuuden vertailukohtana konenäköjärjestelmälle myöhemmässä optisten komponenttien aktiivisessa kohdistusprosessissa (AA), mikä parantaa huomattavasti kohdistuksen tehokkuutta ja tarkkuutta. Samanaikaisesti kuoreen on suunniteltu erityinen mikro-mittaustaso, jonka avulla laserinterferometrejä tai konfokaalisensoreita voidaan käyttää paikan päällä tapahtuvaan mittaukseen asennuksen aikana, reaaliaikaiseen-seurantaan keskeisten mittojen muodostaen valmistus-kokoonpanon-testaussuljetun silmukan.
• Alhainen rasitus ja korkea stabiilisuus liitäntärajapinnan käsittely:Optisten komponenttien liimausaluetta varten kehitettiin erityinen mikro{0}}kuvioitu pintakäsittelytekniikka. Laserpinnan teksturoinnin avulla sidospinnalle muodostuu säännöllinen mikro-kartioryhmien jakautuminen, mikä ei ainoastaan ​​lisää merkittävästi tehokasta sidosaluetta ja mekaanista lukitusvoimaa, vaan myös tarjoaa vakaan virtauksen ja kovettumistilan liimalle, mikä vähentää liimakerroksen epätasaisen kutistumisen aiheuttamaa komponenttien kallistusjännitystä 70 %. Yhdessä lääketieteellisen -luokan epoksiliiman kanssa, jolla on alhainen kutistumisnopeus ja korkea lämmönjohtavuus, optisten komponenttien pitkäaikainen asennonvakaus varmistetaan -40 asteesta 135 asteeseen vaihtelevan lämpötilan ja toistuvan steriloinnin aikana.

Toimintamekanismi

"Guangheng"-sarjan kotelon ydintehtävä on luoda "nolla{0}}siirtymä mekaaninen koordinaattijärjestelmä" monimutkaisille optisille järjestelmille. Jokainen kotelon optisia komponentteja palveleva ominaisuus on läpikäynyt tiukan kinemaattisen rajoitteen analyysin ja optimoinnin. Esimerkiksi kameran anturin kiinnityspinnassa on "kuuden-pisteen sijoittelu" -rakenteella, joka varmistaa tarkan tasaisuuden ja pystysuunnan, mikä rajoittaa kuutta liikkumisvapausastetta ja varmistaa, että anturi ei voi tehdä mitään mikro-liikkeitä kiinnityksen jälkeen. Valokuidun sisääntulokanavaa ja ulostulopäätä on tarkasti ohjattu samankeskisyyden ja kulman suhteen, mikä varmistaa, että säteilevä valokartio voi peittää tasaisesti kameran näkökentän ja säilyttää esiasetetun kulman optisen akselin kanssa välttäen suoraa häikäisyä linssistä. 3D-endoskoopeissa vasemman ja oikean kameramoduulin asentamiseen käytetyt kaksi itsenäistä onteloa on käsitelty optisten akselien etäisyyden, konvergenssikulman ja anturitasojen samantasoisuuden alle -mikronin tarkkuudella. Tämä on fyysinen perusta luonnollisen ja{10}}väsymättömän stereoskooppisen näön saavuttamiselle. Nämä tarkat mekaaniset suhteet muodostavat korkealaatuisen optisen kuvantamisen "näkymättömän rungon".

Tehokkuuden varmistus

Endoskooppinen moduuli, joka on varustettu "valotasapainon" kotelolla, toimii poikkeuksellisen hyvin ammattimaisella optisella testausalustalla: tavallisessa ruudukkoprojektiotestissä geometrinen vääristymäaste koko näkökentässä on alle 1,5 % (alan huippustandardi on tyypillisesti<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.

Tutkimus- ja kehitysstrategia ja filosofia

Strategiamme on "määrittää mekaaninen tarkkuus optisen suorituskyvyn perusteella". Olemme endoskooppioptisen suunnittelun eturintamassa ja olemme tehneet syvän yhteistyön maailman johtavien optisten suunnitteluyritysten ja kuvasensorivalmistajien kanssa. Emme ymmärrä vain mekaanisia piirustuksia, vaan meillä on myös perusteellinen tietämys optisista modulaatiotoiminnoista, aberraatioteoriasta ja valaistusoptiikasta. Suunnittelutuloksemme eivät ole vain CAD-malleja ja toleranssikaistoja, vaan myös asiakkaan optisen järjestelmän modulaation siirtofunktion (MTF) käyrät, suhteellinen valaistus (RI) kaaviot ja säröverkot. Muunnamme nämä optiset suorituskykyindikaattorit herkkyysanalyysin avulla kvantitatiivisiksi ja mitattavissa oleviksi mekaanisiksi toleranssivaatimuksiksi kotelon kullekin olennaiselle ominaisuudelle. Filosofiamme on: täydellisen etäkotelon pitäisi mahdollistaa optisten insinöörien täydellisen suunnittelun esittäminen todellisessa maailmassa. Olemme optisten unelmien "toteuttajia".

Tulevaisuuden näkymät

Tulevaisuudessa optinen kohdistus integroidaan syvästi älykkääseen kompensointiin. Kehitämme "aktiivista optista kohdistuskoteloa", jonka sisällä on mikropietsosähköiset toimilaitteet. Ennen tuotantoa tai käytön aikana se voi suorittaa nanometrin-tason hienosäädön-kameran tai objektiivin osien sijainnille havaittujen kuvasignaalien perusteella kompensoidakseen pitkäaikaisen käytön tai äärimmäisten ympäristöjen aiheuttamaa pientä poikkeamaa, mikä saavuttaa "elinikäisen tarkkuuden". Samaan aikaan tutkimme ja integroimme laskennallisen kuvantamisen kehittääksemme kotelorakenteita, jotka on optimoitu erityisesti uusille kuvantamistekniikoille, kuten "ei-linssikuvaukseen" tai "valokenttäkuvaukseen". Näillä teknologioilla voi olla erilaiset vaatimukset mekaaniselle tarkkuudelle kuin perinteisellä optiikalla. Suurempi visio on osallistua "sirutason -endoskooppien" tutkimukseen ja kehittämiseen, joissa integroidaan CMOS-antureita ja mikrooptisia komponentteja kiekkotasolla. Tehtävämme on valmistaa äärimmäinen mikrorakennepohja, jossa on atomi-tasaisuus ja lämpösovitus, joka kuljettaa tämän "optisen sirun", joka ohjaa endoskoopit "järjestelmä-sirulle" -aikakauteen.