Sonuçların Duyurulması

Özellikle üst düzey görsel endoskoplar için tasarlanan "Guangheng" serisi uzak muhafazalarımız, optik bileşenlerin kurulum ve hizalama doğruluğunu başarıyla nanometre ölçeğine taşıdı. Bu ürün, "nanometre hassas referans yüzey işleme" ve "yerinde-optik hizalama yardımcı yapısı" olmak üzere iki temel teknoloji sayesinde, kamera sensörü, optik lens ve aydınlatma penceresi arasındaki göreceli konum toleransının ±3 mikrometre dahilinde sabit olmasını sağlayarak görüntü bozulmasını, renk sapmasını ve karanlık alanların mekanik temel nedenden dolayı aydınlatılmasını ortadan kaldırır. Bu ürün, 4K/8K ultra-yüksek-çözünürlüklü endoskoplar, 3D stereoskopik görüş endoskopları ve floresan görüntüleme endoskopları için vazgeçilmez bir temel bileşen haline geldi.

Araştırma ve Geliştirmenin Arka Planındaki Zorluklar

Endoskopik görüntülerin kalitesi, teşhis ve cerrahi için "gözler" görevi görür ve temel darboğaz genellikle distal uçtaki optik hizalamada yatmaktadır. Geleneksel kabuk imalatında, kamera kurulum yüzeyi, lens tutma halkası yüzeyi ve hafif fiber çıkış yüzeyi gibi temel referans düzlemleri farklı işlemlerle ayrı ayrı işlenir ve kümülatif hatalar kolaylıkla optik eksen sapmasına, sensör eğimine veya objektif lensin odaklanmamasına neden olabilir. Optik büyütmeden sonra küçük bir sapma bile (0,02 milimetrelik sensör eğimi gibi) görüntüde bariz trapezoidal distorsiyona, kenarların bulanıklaşmasına veya eşit olmayan aydınlatmaya neden olur. Ayrıca yapıştırıcıların büzülmesi ve montaj işlemi sırasında gerilimin ortadan kalkması, kontrol edilemeyen hizalama hatalarına yol açacaktır. Klinik ortamlarda, zayıf optik hizalamanın neden olduğu görüntülerin "kenar yumuşaması", "köşelerde koyu gölgeler" veya 3 boyutlu görmede "köşede sapma bozukluğu" gibi sorunlar, doktorların gözlem ve operasyon doğruluğunu ciddi şekilde etkiler ve aynı zamanda endoskopik ürünlerin performans ve deneyimlerindeki farklılıklara katkıda bulunan temel faktörlerdir.

Temel Teknolojik Yenilik

• Çoklu-karşılaştırmalı yüzey tek-zamanda şekillendirme süreci:Geleneksel-adım-işleme modunun dışına çıkarak, "tek-kez bağlama, tam özellik oluşturma" gibi ultra-hassas bir işleme çözümü geliştirdik. Ultra-yüksek sertlikteki 5-eksenli mikro-işlem merkezinde, kendi-geliştirilen "termal-termal bağlantı hatası telafisi" algoritması aracılığıyla, tüm önemli optik kıyaslama yüzeyleri, lens çerçevesi boşluğu, fiber optik soket ve kanal, tek bir kenetleme işleminde sürekli olarak işlenebilir. Bu, tekrarlanan kenetlemenin neden olduğu kıyaslama dönüştürme hatasını ortadan kaldırır ve her bir optik kıyaslama yüzeyi arasındaki paralellik, diklik ve konum hatasını %80'den fazla azaltarak "tasarım hizalaması" üretim konseptine ulaşır.
• Yerinde-kalibrasyon işareti ve ölçüm özelliği entegre tasarımı:Kabuğun-işlevsel olmayan alanında, yenilikçi mikro-v-şekilli oyuklar, çapraz çizgiler veya yarı küresel girintiler, yerinde kalibrasyon işaretleri olarak-işlenir. Bu işaretler, optik bileşenlerin sonraki aktif hizalama (AA) sürecinde yapay görme sistemi için yüksek-hassasiyetli referans kıyaslamaları olarak hizmet edebilir ve hizalama verimliliğini ve doğruluğunu büyük ölçüde artırır. Aynı zamanda, kabuk üzerinde özel bir mikro-ölçüm düzlemi tasarlanmış olup, lazer interferometrelerin veya eş odaklı sensörlerin montaj sırasında-yerinde ölçüm yapılmasına, önemli boyutların gerçek-zamanlı izlenmesine, bir imalat-montaj-testinin kapalı döngü oluşturulmasına olanak tanır.
• Düşük stres ve yüksek stabilite bağlantı arayüzü tedavisi:Optik bileşenlerin bağlanma alanı için özel bir mikro-dokulu yüzey işleme teknolojisi geliştirildi. Lazer yüzey dokulandırma yoluyla, yapıştırma yüzeyinde mikro-koni dizilerinin düzenli bir dağılımı oluşturulur; bu, yalnızca etkili birleştirme alanını ve mekanik kilitleme kuvvetini önemli ölçüde artırmakla kalmaz, aynı zamanda yapıştırıcı için istikrarlı bir akış ve sertleşme alanı sağlayarak eşit olmayan yapışkan katman büzülmesinin neden olduğu bileşen eğim gerilimini %70 oranında azaltır. Düşük büzülme oranına ve yüksek termal iletkenliğe sahip tıbbi-sınıf epoksi yapıştırıcı ile birleştirildiğinde, optik bileşenlerin -40 dereceden 135 dereceye kadar sıcaklık döngüsü altında uzun-vadeli konumsal stabilitesi ve tekrarlanan sterilizasyon sağlanır.

Eylem Mekanizması

"Guangheng" serisi mahfazanın temel işlevi, karmaşık optik sistemler için "sıfır-sapmalı mekanik koordinat sistemi" oluşturmaktır. Muhafaza içindeki optik bileşenlere hizmet eden her özellik, sıkı kinematik kısıtlama analizinden ve optimizasyondan geçmiştir. Örneğin, kamera sensörünün montaj yüzeyi, hassas düzlük ve dikeylik sağlayan "altı-nokta konumlandırma" yapısıyla tasarlanmıştır, böylece altı derecelik hareket serbestliği sınırlanır ve sensörün sabitlendikten sonra herhangi bir mikro-harekete uğramaması sağlanır. Aydınlatma fiberinin giriş kanalı ve çıkış uç yüzü, eşmerkezlilik ve açı açısından hassas bir şekilde kontrol edilerek, yayılan ışık konisinin kameranın görüş alanını eşit şekilde kaplayabilmesi ve lensten gelen doğrudan parlamayı önleyerek optik eksenle önceden ayarlanmış bir açıyı koruyabilmesi sağlanır. 3D endoskoplar için, sol ve sağ kamera modüllerini kurmak için kullanılan iki bağımsız boşluğun optik eksen aralıkları, yakınsama açısı ve sensör düzlemlerinin ortak düzlemliliğinin tümü-mikron altı hassasiyetle işlenmiştir. Bu, doğal ve yorucu olmayan stereoskopik görme elde etmenin fiziksel temelidir. Bu hassas mekanik ilişkiler, yüksek kaliteli optik görüntülemenin "görünmez iskeletini" oluşturur.

Etkinlik Doğrulaması

"Işık dengesi" muhafazasıyla donatılmış endoskopik modül, profesyonel optik test platformunda olağanüstü iyi performans gösterir: standart ızgara projeksiyon testinde, tam görüş alanı içindeki geometrik bozulma oranı %1,5'ten azdır (sektörün en yüksek standardı tipik olarak %1,5'tir).<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.

Araştırma ve Geliştirme Stratejisi ve Felsefesi

Stratejimiz "optik performansa dayalı olarak mekanik doğruluğu tanımlamaktır." Endoskop optik tasarımında ön saflarda yer alıyoruz ve dünyanın önde gelen optik tasarım şirketleri ve görüntü sensörü üreticileriyle derin işbirliği kurduk. Sadece mekanik çizimleri anlamakla kalmıyoruz, aynı zamanda optik modülasyon fonksiyonları, sapma teorisi ve aydınlatma optiği hakkında da kapsamlı bilgiye sahibiz. Tasarım girdilerimiz yalnızca CAD modelleri ve tolerans bantları değil, aynı zamanda müşterinin optik sisteminin modülasyon transfer fonksiyonu (MTF) eğrileri, bağıl aydınlatma (RI) diyagramları ve distorsiyon ızgaralarıdır. Bu optik performans göstergelerini hassasiyet analizi yoluyla mahfazanın ilgili her özelliği için ölçülebilir ve ölçülebilir mekanik tolerans gereksinimlerine dönüştürüyoruz. Felsefemiz şudur: Mükemmel bir uzaktan muhafaza, optik mühendislerinin mükemmel tasarımının gerçek dünyada kayıpsız olarak sunulmasını sağlamalıdır. Biz optik rüyaların "gerçekleştiricileriyiz".

Geleceğe Bakış

Gelecekte optik hizalama, akıllı dengelemeyle derinlemesine entegre edilecek. Mikro piezoelektrik aktüatörleri içine entegre eden bir "aktif optik hizalama muhafazası" geliştiriyoruz. Üretimden önce veya kullanım sırasında, uzun süreli kullanım veya zorlu ortamlardan kaynaklanan küçük sapmaları telafi etmek için algılanan görüntü sinyallerine dayalı olarak kamera veya lens bileşenlerinin konumunun nanometre-düzeyinde-ince ayarını gerçekleştirerek "ömür boyu doğruluk" elde edebilir-. Aynı zamanda, "lenssiz görüntüleme" veya "ışıklı alan görüntüleme" gibi yeni görüntüleme teknolojileri için özel olarak optimize edilmiş muhafaza yapıları geliştirmek üzere hesaplamalı görüntülemeyi araştırıyor ve bu teknolojiyle entegre oluyoruz. Bu teknolojilerin mekanik hassasiyet açısından geleneksel optiklerden farklı gereksinimleri olabilir. Daha büyük vizyon, CMOS sensörlerini ve mikro optik bileşenleri levha düzeyinde entegre eden "çip-seviyesi endoskopların" araştırma ve geliştirilmesine katılmaktır. Görevimiz, bu "optik çipi" taşıyan, atom-seviyesinde düzlük ve termal eşleşmeye sahip, endoskopları "çip-üzerinde-sistem" çağına taşıyan üstün mikro yapı tabanını üretmek olacaktır.