Intraoral- camera (IO- camera)

Stand 01_2017 Case Study Intraoral- camera (IO- camera) IO- Kamera Clevere Optik erzeugt full HD- Bilder über Arbeitsdistanzen von 0 bis 150mm Au...
2 downloads 2 Views 1MB Size
Stand 01_2017

Case Study

Intraoral- camera (IO- camera)

IO- Kamera Clevere Optik erzeugt full HD- Bilder über Arbeitsdistanzen von 0 bis 150mm

Aufgabenstellung In einer Machbarkeits- Analyse wurden die Anforderungen an die IO- Kamera überprüft, um daraus die Spezifikationen für die Photonik- Elemente (Optik und Kamera) abzuleiten. Es folgte das Optik Design für den Strahlengang mit integrierter Flüssiglinse und die Entwicklung der Optomechanik. Der komplette Prototyp entstand innerhalb der kurzen Durchlaufzeit von 4 Wochen durch in-house Produktion und Montage.

Anforderungen und Spezifikationen Projektphase Eins

Zusammen mit unserem Partner wurden die wichtigen Kenngrössen Objektwinkel, Arbeitsdistanz, Transmissions- Spektrum, Schärfentiefe und Auflösung durch eine Machbarkeitsstudie ermittelt. Die ermittelten Grössen wurden auf die Anwendung abgestimmt, um die Produktidee möglichst exakt umzusetzen und gleichzeitig die Realisierbarkeit zu berücksichtigen.

Optisches Design Projektphase Zwei

Aufgrund der verschiedenen Arbeitsdistanzen über einen grossen Bereich war die Integration einer Flüssiglinse zwingend notwendig. Je nach Anwendung und Arbeitsdistanz kann die optimale optische Performance mittels Fokussierung eingestellt werden, die zur maximalen Schärfe, Auflösung und Kontrast führt ohne dabei an Schärfentiefe einzubüssen. So können kleinste kariöse Stellen auf und im Zahn erkannt werden, wobei mit derselben Kamera auch Aufnahmen vom gesamten Gesicht gemacht werden können.

Optomechanisches Design Projektphase Drei

Die mechanischen Fassungen integrieren die optischen Komponenten äusserst kompakt. Um die engen Platzverhältnisse im Handstück (nicht dargestellt) zu beherrschen wurden hauptsächlich dünnwandige Rohre eingesetzt. Mit Ausblick auf die Montage wurde somit ein sehr einfaches Konzept – das auch in der Endoskopie vielfach angewendet wird – erfolgreich umgesetzt. Die Anzahl Einzelteile ist minimiert und das Handling für die Montage optimiert.

Prototypen Linsen Projektphase Vier

Die Herausforderung bei der Herstellung der Prototypen war vor allem die kurze Durchlaufzeit von lediglich 4 Wochen. In dieser Zeit sind zehn sphärische (4 Achromate, 2 Einzellinsen) und drei planoptische Komponenten (2 planparallele Platten, 1 Prisma) zu je drei Stück im Haus hergestellt worden. Der hohe Grad an Flexibilität und Geschwindigkeit wird durch spezielle Produktionsprozesse erzielt.

Prototyp Baugruppe Projektphase Fünf

Schlussendlich entstand die opto-elektro-mechanische Baugruppe durch die eingeklebten Linsen, Prisma, Filter, die Flüssiglinse und den 1/3“ Full HD Sensor als Lichtempfänger.

Technische Daten

Gesamtlänge [mm]:

135.0

Durchmesser max [mm]:

19.0

Durchmesser min [mm]:

3.5

FOV [°]: F#: Arbeitsdistanz [mm]: Auflösung Sensor [pixels]: Spektrum:

(über Diagonale) 110

10 0 – 150 1920 x 1080 VIS, NIR

Zusammenarbeit Synergien intelligent genutzt

Projektanalyse

Die Partnerschaft funktioniert ausgezeichnet, weil von Beginn an das gegenseitige persönliche und fachliche Vertrauen vorhanden gewesen ist. Die beidseitige Unterstützung wurde immer dann intensiv, wenn es unbedingt nötig und der Zeitdruck gross war. Die Kompetenzen waren ergänzend und teilweise auch überschneidend, wodurch bei jeder Disziplin das Maximale erreicht und realisiert wurde.

Projektdarstellung

A

2016 A März-April 2016: Kontaktaufnahme und Projektbesprechungen B Mai – Juli 2016: Machbarkeitsanalyse C August – September 2016: Optik Design D Oktober 2016: Optomechanisches Design

B

C

D

E

G F

2017

E November 2016: Prototypen optische und mechanische Komponenten

F November – Dezember 2016: Prototyp Montage und Lieferung G Januar – Februar 2017: Nullserie

Projektleistungen R & D (F & E, Forschung und Entwicklung)

Produktion

Erstellen der Anforderungen (Lastenheft)



Rundoptik



Nicht optisches Glas

Erstellen der Spezifikationen (Pflichtenheft)



Planoptik



Farbgläser

Entwicklung des optischen Systems



Optische Baugruppen



Filter



Entwicklung des optomechanischen Systems



Optomechanische Baugruppen



Prototypen



Entwicklung des Produktionsprozesses



Elektrooptomechanische Baugruppen



Seriefertigung