Pengumuman Hasil

Rangkaian wadah jarak jauh "Guangheng" kami yang dirancang khusus untuk-endoskopi visual kelas atas telah berhasil meningkatkan akurasi pemasangan dan penyelarasan komponen optik hingga skala nanometer. Melalui dua teknologi inti, "pemrosesan permukaan referensi presisi nanometer" dan "struktur tambahan penyelarasan optik in-situ", produk ini memastikan bahwa toleransi posisi relatif antara sensor kamera, lensa optik, dan jendela iluminasi stabil dalam ±3 mikrometer, menghilangkan distorsi gambar, aberasi kromatik, dan iluminasi area gelap dari penyebab utama mekanis. Produk ini telah menjadi komponen inti yang sangat diperlukan untuk endoskopi definisi ultra-tinggi-4K, endoskopi penglihatan stereoskopis 3D, dan endoskopi pencitraan fluoresensi.

Latar Belakang Tantangan Penelitian dan Pengembangan

Kualitas gambar endoskopi berfungsi sebagai "mata" untuk diagnosis dan pembedahan, dan hambatan utamanya sering kali terletak pada penyelarasan optik di ujung distal. Dalam pembuatan cangkang tradisional, bidang referensi utama seperti permukaan pemasangan kamera, permukaan cincin penahan lensa, dan permukaan keluar serat cahaya diproses dengan proses berbeda secara terpisah, dan kesalahan kumulatif dapat dengan mudah menyebabkan deviasi sumbu optik, kemiringan sensor, atau pengaburan lensa objektif. Bahkan penyimpangan kecil (seperti kemiringan sensor 0,02 milimeter), setelah pembesaran optik, akan menyebabkan distorsi trapesium gambar yang jelas, keburaman tepi, atau pencahayaan yang tidak merata. Selain itu, penyusutan perekat dan pelepasan tegangan selama proses perakitan akan semakin menimbulkan kesalahan penyelarasan yang tidak dapat dikendalikan. Dalam lingkungan klinis, masalah seperti "pelunakan tepi" gambar, "bayangan gelap di sudut", atau "gangguan vergence" pada penglihatan 3D yang disebabkan oleh penyelarasan optik yang buruk sangat memengaruhi keakuratan pengamatan dan pengoperasian dokter, dan juga merupakan faktor kunci yang berkontribusi terhadap perbedaan kinerja dan pengalaman produk endoskopi.

Inovasi Teknologi Inti

• Proses pembentukan-permukaan tolok ukur satu-kali:Mendobrak mode pemrosesan langkah-demi-langkah tradisional, kami telah mengembangkan solusi pemrosesan ultra-presisi berupa "penjepitan-satu kali, pembentukan fitur lengkap". Pada pusat pemrosesan mikro-sumbu 5-kekakuan ultra-tinggi, melalui algoritme-yang dikembangkan sendiri "kompensasi kesalahan penggandengan termal-termal", semua permukaan tolok ukur optik utama, rongga laras lensa, soket serat optik, dan saluran dapat terus diproses dalam satu penjepitan. Hal ini menghilangkan kesalahan konversi benchmark yang disebabkan oleh penjepitan berulang dan mengurangi kesalahan paralelisme, tegak lurus, dan posisi antara setiap permukaan benchmark optik sebesar lebih dari 80%, sehingga mencapai konsep manufaktur "penyelarasan desain".
• Desain terintegrasi-tanda kalibrasi dan fitur pengukuran di tempat:Di area non-fungsi cangkang, alur berbentuk mikro-v-inovatif, garis silang, atau cekungan setengah bola diproses sebagai-tanda kalibrasi di tempat. Tanda ini dapat berfungsi sebagai-tolok ukur referensi presisi tinggi untuk sistem visi mesin dalam proses penyelarasan aktif (AA) berikutnya pada komponen optik, sehingga sangat meningkatkan efisiensi dan akurasi penyelarasan. Pada saat yang sama, bidang pengukuran mikro-khusus dirancang pada cangkangnya, memungkinkan interferometer laser atau sensor confocal digunakan untuk pengukuran in-situ selama perakitan,-pemantauan dimensi utama secara real-time, membentuk-perakitan-pengujian loop tertutup.
• Perawatan antarmuka koneksi stres rendah dan stabilitas tinggi:Untuk area pengikatan komponen optik, teknologi perawatan permukaan-bertekstur mikro khusus dikembangkan. Melalui tekstur permukaan laser, distribusi teratur susunan mikro-kerucut terbentuk pada permukaan ikatan, yang tidak hanya secara signifikan meningkatkan area ikatan efektif dan gaya saling mengunci mekanis, namun juga menyediakan aliran stabil dan ruang pengawetan untuk perekat, sehingga mengurangi tegangan kemiringan komponen yang disebabkan oleh penyusutan lapisan perekat yang tidak merata sebesar 70%. Dikombinasikan dengan lem epoksi kelas medis dengan tingkat penyusutan rendah dan konduktivitas termal tinggi, stabilitas posisi jangka panjang komponen optik dalam siklus suhu dari -40 derajat hingga 135 derajat dan sterilisasi berulang dapat dipastikan.

Mekanisme Aksi

Fungsi inti dari housing seri "Guangheng" adalah untuk membentuk "sistem koordinat mekanik drift-nol" untuk sistem optik yang kompleks. Setiap fitur yang melayani komponen optik di dalam housing telah menjalani analisis dan optimalisasi batasan kinematik yang ketat. Misalnya, permukaan pemasangan sensor kamera dirancang dengan struktur "enam-pemosisian titik" yang memastikan kerataan dan vertikalitas yang tepat, sehingga membatasi enam derajat kebebasan bergerak dan memastikan bahwa sensor tidak dapat mengalami gerakan mikro-apa pun setelah dipasang. Saluran pengenalan serat iluminasi dan permukaan ujung keluar telah dikontrol secara tepat untuk konsentrisitas dan sudut, memastikan bahwa kerucut cahaya yang dipancarkan dapat menutupi bidang pandang kamera secara seragam dan mempertahankan sudut yang telah ditentukan dengan sumbu optik, menghindari silau langsung dari lensa. Untuk endoskopi 3D, dua rongga independen yang digunakan untuk memasang modul kamera kiri dan kanan memiliki jarak sumbu optik, sudut konvergensi, dan koplanaritas bidang sensor, semuanya diproses hingga presisi sub-mikron. Ini adalah dasar fisik untuk mencapai penglihatan stereoskopis yang alami dan tidak melelahkan. Hubungan mekanis yang tepat ini merupakan "kerangka tak terlihat" dari pencitraan optik berkualitas tinggi.

Verifikasi Khasiat

Modul endoskopi yang dilengkapi dengan wadah "keseimbangan cahaya" berkinerja sangat baik pada platform pengujian optik profesional: dalam uji proyeksi jaringan standar, tingkat distorsi geometris dalam bidang pandang penuh kurang dari 1,5% (standar teratas industri biasanya<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.

Strategi dan Filsafat Penelitian dan Pengembangan

Strategi kami adalah "mendefinisikan akurasi mekanis berdasarkan kinerja optik". Kami berada di garis depan dalam desain optik endoskopi dan telah menjalin kerja sama yang mendalam dengan perusahaan desain optik dan produsen sensor gambar terkemuka di dunia. Kami tidak hanya memahami gambar mekanik, tetapi juga memiliki pengetahuan menyeluruh tentang fungsi modulasi optik, teori aberasi, dan optik iluminasi. Masukan desain kami tidak hanya model CAD dan pita toleransi, tetapi juga kurva fungsi transfer modulasi (MTF), diagram iluminasi relatif (RI), dan kisi distorsi sistem optik pelanggan. Kami mengubah indikator kinerja optik ini melalui analisis sensitivitas menjadi persyaratan toleransi mekanis yang dapat diukur dan diukur untuk setiap fitur yang relevan pada housing. Filosofi kami adalah: perumahan jarak jauh yang sempurna harus memungkinkan desain sempurna para insinyur optik ditampilkan tanpa kehilangan di dunia nyata. Kami adalah "pewujud" mimpi optik.

Pandangan Masa Depan

Di masa depan, penyelarasan optik akan terintegrasi secara mendalam dengan kompensasi cerdas. Kami sedang mengembangkan "perumahan penyelarasan optik aktif", yang mengintegrasikan aktuator piezoelektrik mikro di dalamnya. Sebelum produksi atau selama penggunaan, perangkat ini dapat melakukan penyesuaian-tingkat nanometer-posisi kamera atau komponen lensa berdasarkan sinyal gambar yang terdeteksi untuk mengkompensasi penyimpangan kecil yang disebabkan oleh-penggunaan jangka panjang atau lingkungan ekstrem, sehingga mencapai "akurasi seumur hidup". Pada saat yang sama, kami mengeksplorasi dan mengintegrasikan pencitraan komputasi untuk mengembangkan struktur perumahan yang secara khusus dioptimalkan untuk teknologi pencitraan baru seperti "pencitraan tanpa lensa" atau "pencitraan medan cahaya". Teknologi ini mungkin memiliki persyaratan presisi mekanis yang berbeda dengan optik tradisional. Visi yang lebih besar adalah berpartisipasi dalam penelitian dan pengembangan "endoskopi tingkat chip", yang mengintegrasikan sensor CMOS dan komponen mikro optik pada tingkat wafer. Peran kami adalah memproduksi basis struktur mikro terbaik dengan-kerataan tingkat atom dan pencocokan termal yang membawa "chip optik" ini, yang mendorong endoskopi ke era "sistem-pada-a-chip".