zur Case Studie

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
•