工業內窺鏡的案例
Wabtec原奧林巴斯工業內窺鏡解決方案
在工業無損檢測（NDT）的宏大版圖中，視頻內窺鏡（Videoscope）被譽為“工業之眼”。它突破了物理空間的桎梏，將檢測人員的視野延伸至發動機深處、復雜的管網迷宮以及精密鑄造件的微小腔體中。
隨著Wabtec（美國西屋制動）完成對Evident檢測技術部門的收購，原奧林巴斯（Olympus）科學解決方案事業部的工業內窺鏡技術正式納入Wabtec的數字智能業務版圖。這一戰略整合不僅延續了百年的光學技術積淀，更通過智能化、模塊化與極端環境適應性的技術飛躍，重新定義了工業檢測的標準。
Wabtec原奧林巴斯：https://www.wabtecims.com.cn/
Wabtec原奧林巴斯工業內窺鏡解決方案：https://www.wabtecims.com.cn/zh/remote-visual-inspection/videoscope/
技術原理：光電轉換與數字成像
現代工業內窺鏡的核心在于“光電轉換”技術，這標志著其與傳統光纖內窺鏡的本質區別。
1. 圖像采集：在插入管（Insertion Tube）的極小末端，集成了微型圖像傳感器（通常為CCD或CMOS）。傳感器直接捕捉目標區域的光學圖像，并將其轉化為電信號。
2. 信號處理：電信號經由內部導線傳輸至主機，通過高性能圖像處理器（如PulsarPic等）進行數字化重構。這一過程涵蓋了降噪、色彩還原、畸變校正及亮度優化，確保圖像的純凈度。
3. 顯示與記錄：處理后的視頻流實時呈現在高分辨率屏幕上，并支持高清錄像與靜態存儲。
這種全電子化成像徹底消除了光纖傳像常見的“黑點”（斷絲）現象，提供了無失真的數字圖像，為后續的精密測量與AI分析奠定了數據基礎。
展開 能源電力領域的工業視頻內窺鏡有哪些特點
能源電力領域的工業視頻內窺鏡有哪些特點？
在能源電力領域，工業視頻內窺鏡具有以下顯著特點，使其成為該領域不可或缺的檢測工具：
1. 高品質成像
工業視頻內窺鏡配備了高分辨率的成像芯片和先進的照明系統，能夠提供清晰、鮮明的圖像，確保檢測人員可以精準識別設備內部的微小缺陷，如裂紋、腐蝕、積垢等。例如，IPLEX NX視頻內窺鏡采用激光照明系統，圖像亮度是傳統型號的4倍，能夠更好地適應復雜的檢測環境。
2. 強大的測量功能
許多工業視頻內窺鏡具備精確的測量功能，能夠對檢測到的缺陷進行量化分析。例如，IPLEX系列內窺鏡支持三維測量功能，可提供缺陷的詳細尺寸數據，幫助技術人員快速評估問題的嚴重性。
3. 便攜性與耐用性
能源電力領域的檢測環境往往復雜且惡劣，因此工業視頻內窺鏡通常采用一體化便攜設計，堅固耐用，能夠適應高溫、高壓、腐蝕性等惡劣條件。例如，手持式內窺鏡重量輕、體積小，便于攜帶和操作，且具備防水防塵功能。
4. 多功能集成
工業視頻內窺鏡不僅能夠實時觀察設備內部情況，還具備拍照、錄像、數據存儲和傳輸等多種功能。這些功能使得檢測過程更加高效，檢測結果可以方便地記錄和分析，便于后續的維護和故障診斷。
5. 適應復雜結構
能源電力設備內部結構復雜，工業視頻內窺鏡的探頭通常具有高度靈活性，能夠進入狹窄的管道和復雜的內部空間。例如，在燃氣輪機和汽輪機檢測中，內窺鏡可以輕松到達葉片、燃燒室等關鍵部位。
6. 降低維護成本
通過無損檢測的方式，工業視頻內窺鏡能夠在不拆卸設備的情況下完成檢測，顯著減少了設備停機時間和維護成本。此外，其高清成像和測量功能能夠幫助技術人員更準確地制定維修計劃，避免不必要的維修工作。
展開 從“工業之眼”到“智能平臺”：Evident原奧林巴斯便攜式工業內窺鏡的技術重構
在工業無損檢測（NDT）的宏大敘事中，視頻內窺鏡（Videoscope）不僅是物理視界的延伸，更是工業維護體系中的“神經末梢”，它突破了機械結構的物理壁壘，將檢測人員的視野精準投射至航空發動機的燃燒室、深埋地下的管道網絡以及精密鑄造件的微觀腔體中。
隨著Evident完成對Evident（原奧林巴斯科學事業部）檢測技術部門的收購，這一領域迎來了新的技術整合與飛躍，便攜式工業內窺鏡的進化史，實際上是一部從“單純光學觀察”向“數字化智能診斷”跨越的演變史。
Evident原奧林巴斯：https://www.wabtecims.com.cn/
Evident原奧林巴斯便攜式工業內窺鏡解決方案：https://www.wabtecims.com.cn/zh/remote-visual-inspection/videoscope/
核心機制：光電轉換與數字成像的躍遷
便攜式工業內窺鏡的本質，是一場關于光電信號處理的精密革命，與早期依賴光纖束物理傳輸圖像的傳統設備不同，當代的視頻內窺鏡在插入管（Insertion Tube）的極小末端集成了微型圖像傳感器（通常為CCD或CMOS）。
這一技術路徑的改變帶來了根本性的優勢：
全電子化成像：傳感器直接捕捉光學圖像并轉換為電信號，經由主機內的高性能處理器（如PulsarPic等技術）進行數字化重構，這一過程涵蓋了降噪、色彩還原、畸變校正及亮度優化，徹底消除了傳統光纖鏡常見的“黑點”（斷絲）現象，確保了圖像的完整性與真實性。
實時交互與存儲：處理后的信號以高清視頻流的形式呈現在LCD或OLED屏幕上，支持高分辨率錄像與靜態抓拍，為后續的缺陷分析與報告生成奠定了數據基礎。
展開 工業視頻內窺鏡長時間不用應如何存放
工業視頻內窺鏡長時間不用應如何存放？
工業視頻內窺鏡是一種精密的檢測設備，其存放條件直接影響設備的使用壽命和性能。如果長時間不使用，正確的存放方法至關重要，可以有效避免設備損壞和性能下降。
存放環境的選擇非常關鍵，工業視頻內窺鏡應存放在干燥、清潔、溫度適宜且無腐蝕性氣體的環境中。理想的存放溫度范圍通常在10℃到30℃之間，相對濕度應低于60%。避免將設備存放在潮濕、高溫或有化學物質揮發的環境中，因為這些條件可能導致設備內部元件受潮、腐蝕或老化。例如，潮濕的環境可能會導致鏡頭起霧或發霉，影響成像質量。
存放前的清潔和維護工作也不容忽視，在存放設備之前，應使用柔軟的布料和專用的清潔劑對設備進行徹底清潔，特別是探頭部分。清潔時要避免使用含有酒精或其他腐蝕性成分的清潔劑，以免損壞設備表面的涂層。清潔后，應確保設備完全干燥后再進行存放。
在存放設備時，應將設備放置在原裝的包裝盒或專用的存放箱中。這些包裝通常具有良好的防震和防潮性能，可以有效保護設備免受外界環境的影響。如果原裝包裝已經丟失，可以使用其他具有類似保護功能的容器進行存放。同時，應確保設備在存放過程中處于自然伸直的狀態，避免探頭和插入管受到過度的彎曲或壓力。
定期檢查設備的狀態也是存放過程中的重要環節，即使設備長時間不使用，也應每隔一段時間（建議每3個月左右）對設備進行一次簡單的檢查。檢查內容包括外觀是否有損壞、鏡頭是否清晰、連接線是否松動等。如果發現問題，應及時進行處理，以確保設備在需要使用時能夠正常工作。
存放設備時應避免將其放置在兒童或未經培訓的人員能夠觸及的地方，以防止設備被誤操作或損壞。同時，應將設備的使用說明書和相關配件一起存放，以便在需要時能夠快速找到并使用。
展開 
奧林巴斯工業內窺鏡IPLEX GX/GT
<p>在現代工業檢測領域，設備的通用性、成像精度與操作便捷性是衡量其性能的關鍵指標。IPLEX GX/GT工業視頻內窺鏡通過多項技術創新，在這三方面實現了高度協同，成為應對復雜檢測任務的高效工具。
奧林巴斯工業內窺鏡IPLEX One
緊湊機身與短距遠端結構優化了狹小空間內的操作靈活性。設備通過 MIL-STD 跌落測試與 IP 防護認證，兼顧堅固耐用性與人體工學舒適度，適合長時間高強度現場作業。依托全球服務網絡，IPLEX One 始終維持任務就緒狀態，為復雜工業場景提供面向未來的智能化檢測解決方案。</p>
奧林巴斯工業內窺鏡IPLEX TX II
在復雜工業場景中，對狹小腔體或難以觸及區域實施高效、精準的目視檢測始終是一項技術難題。奧林巴斯推出的IPLEX TX II視頻內窺鏡，憑借超細探頭設計與先進成像系統，顯著提升了受限空間內的檢測效率與圖像質量。
工業內窺鏡：https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/remote-visual-inspection/videoscope/
產品鏈接：https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/rvi-products/iplex-tx-ii/
該設備提供兩種插入管選項：直徑2.2 mm的柔性管和1.8 mm的剛性管，分別適配不同結構的檢測需求。柔性型號具備120°寬視場角，可在微小開口中覆蓋更大觀察范圍，減少重復調整，加快檢測節奏。相較前代產品，剛性探頭末端縮短2 mm，并優化了導向彎曲控制機制，使操作更靈敏，特別適用于結構緊湊的鑄件、模具等內部檢查。
IPLEX TX II搭載高像素CMOS低噪點圖像傳感器，配合高亮度LED照明系統，即使在弱光或高反光表面環境下，仍能輸出細節豐富、清晰穩定的畫面。內置圖像處理功能包括畫面旋轉、光暈抑制等，進一步增強可視效果。用戶還可預設兩種場景模式，根據現場光照與材質特性快速切換圖像參數，提升作業流暢性。
為提升耐用性，柔性插入管的彎曲段采用鎢鋼絲編織層包裹，在增強抗磨損能力的同時，有效防止在狹窄通道中卡滯。剛性插入管可選配空氣噴射器附件（需搭配專用保護套），用于清除鏡頭前端液滴，保障成像清晰度。
整機設計強調人機工學：機身重量接近一支圓珠筆，配合可選延長手柄，便于長時間穩定握持；圖像實時顯示于三防智能觸控終端，支持多角度擺放，減輕操作疲勞。
展開 奧林巴斯工業內窺鏡IPLEX G Lite/G Lite-W
</p><p>工業內窺鏡：<a href="https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/remote-visual-inspection/videoscope/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/remote-visual-inspection/videoscope/</a></p><p>產品鏈接：<a href="https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/rvi-products/iplex-g-lite/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/rvi-products/iplex-g-lite/</a></p><figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202512/attachment/9b90f62aad414f738fbb66d747256e97.jpg" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/9b90f62aad414f738fbb66d747256e97.jpg"></figure></figure><p><
展開 Ansys Zemax | 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升（上）
概述
本文分為內窺鏡系統簡介、主要結構、系統分析、性能提升和總結五個部分，介紹了內窺鏡系統的主要結構，并討論了如何在 OpticStudio 中根據內窺鏡物鏡系統的初始結構進行像差分析，以及如何對其進行后續的優化提升。(聯系我們獲取文章附件)
內窺鏡系統簡介
內窺鏡系統作為具有光學鏡頭、圖像傳感器、光源照明、機械裝置等多重組件的光學系統，一般來說可以分為醫用內窺鏡和工業內窺鏡。醫用內窺鏡可以經人體的天然孔道或手術切口進入人體內，觀察內部成像結果。利用內窺鏡可以看到 X 射線不能顯示的病變，因此它在醫學上有非常重要的作用。常見的醫用內窺鏡有胃鏡、腸鏡、宮腔鏡、神經內鏡等。工業內窺鏡則通常用在無損檢測和孔探技術方面，可分為硬管工業內視鏡、可繞式小直徑軟管內視鏡、影像工業內視鏡等，它們在汽修、安防、安檢等領域有著廣泛的應用。
內窺鏡主要結構
不同種類的內窺鏡會有一些功能和結構上的差別，下圖是一個常見的用于胃腸道檢測的軟管內窺鏡完整結構示意圖。它的主要結構包含了插入導管、目鏡/視頻轉換器、導光管等。其中，光學物鏡包含在插入導管的其中一個通道中。
而下圖則是一幅插入導管的內部結構圖，所示的為硬式導管（硬式導管和軟式導管的內部結構大體相似）。
我們可以看到，導管內的結構包含棒形透鏡 (Rod Lens)、隔圈 (Spacer)、物鏡組合件 (Objective Assembly)，還有位于上部的光纖 (Light Fibers)。本文將討論的模型即位于內窺鏡導管末端的物鏡部分。
內窺鏡系統分析
首先需要說明的是，不同的成像系統所選用的分析評判標準可能有所不同，可選用 RMS光斑尺寸、系統波前差或者 MTF 作為成像質量的評判標準。
展開 ZEMAX | 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升Ⅰ
今天就讓我們來了解，能帶著我們看到“
inside
”的內窺鏡吧！
內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升Ⅰ
概述
本文分為內窺鏡系統簡介、主要結構、系統分析、性能提升和總結五個部分，介紹了內窺鏡系統的主要結構，并討論了如何在 OpticStudio 中根據內窺鏡物鏡系統的初始結構進行像差分析，以及如何對其進行后續的優化提升。
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內窺鏡系統簡介
內窺鏡系統作為具有光學鏡頭、圖像傳感器、光源照明、機械裝置等多重組件的光學系統，一般來說可以分為醫用內窺鏡和工業內窺鏡。醫用內窺鏡可以經人體的天然孔道或手術切口進入人體內，觀察內部成像結果。利用內窺鏡可以看到 X 射線不能顯示的病變，因此它在醫學上有非常重要的作用。常見的醫用內窺鏡有胃鏡、腸鏡、宮腔鏡、神經內鏡等。工業內窺鏡則通常用在無損檢測和孔探技術方面，可分為硬管工業內視鏡、可繞式小直徑軟管內視鏡、影像工業內視鏡等，它們在汽修、安防、安檢等領域有著廣泛的應用。
內窺鏡主要結構
不同種類的內窺鏡會有一些功能和結構上的差別，下圖是一個常見的用于胃腸道檢測的軟管內窺鏡完整結構示意圖。
展開 Zemax案例 | 用于炮膛檢測的內窺鏡光學系統設計的精準化解決方案
<p><strong>引言</strong></p><p>火炮身管內壁的燒蝕、裂紋等疵病直接影響火炮使用安全性，Ф30~Ф85mm小口徑炮膛的檢測對設備的空間適配性、成像質量和三維測量能力提出嚴苛要求，而傳統內窺系統存在成像失真、適配性差、無法三維測量等痛點。Zemax作為全球領先的光學系統設計與仿真平臺，憑借建模、優化、像質評價與公差分析的全流程能力，成為攻克炮膛檢測內窺鏡光學系統設計難題的核心工具。<strong>本文結合新近研究成果，解析Zemax在該內窺鏡光學系統設計中的全流程應用，展現其對高精度工業內窺鏡研發的價值</strong><sup><strong>[1]</strong></sup><strong>。</strong></p><p><br></p><p><strong>小口徑炮膛檢測的光學設計挑戰</strong></p><p>小口徑炮膛的狹小空間，要求檢測內窺鏡具備<strong>小口徑、長工作距離、大景深</strong>的特性<sup>[2]</sup>，同時炮膛疵病的三維測量需求，對內窺鏡的雙目立體成像匹配性、多口徑工況適配性提出更高標準<sup>[3]</sup>。現有炮膛檢測內窺系統存在諸多短板：多子系統拼接成像成本高、錐形反射鏡方案易失真、非側視式設計無法探入小口徑炮膛、廣角鏡頭物距不足等，且難以在小口徑約束下兼顧大視場、長工作距離與高成像質量。</p><p>解決這些難題，需要設計一款側視式雙光路大景深內窺鏡光學系統，而核心難點在于多口徑參數匹配、雙光路視差控制、長距像質保持及加工裝調可行性驗證。Zemax憑借全流程光學設計與仿真能力，成為解決這些問題的關鍵支撐，實現從理論設計到工程落地的高效轉化。
展開 
Zemax案例 | 基于Zemax超細內窺鏡光學系統的設計
在航空發動機孔探測、醫用輸尿管檢查等精密領域，超細內窺鏡的“毫米級”突破直接決定了檢測精度與診療效果。然而，傳統超細內窺鏡長期受困于傳像纖維帶來的高成本、摩爾紋瑕疵等問題，成為行業發展的瓶頸。近日，長春理工大學向陽教授團隊發表于《應用光學》的研究成果——“超細內窺鏡光學系統設計”[1]，為這一問題提供了完美解決方案。值得關注的是，該方案從理論建模到性能驗證的全流程，均以Zemax光學設計軟件為核心工具，充分彰顯了Zemax在高端光學系統研發中的強大輔助作用。
超細內窺鏡的行業痛點
超細內窺鏡與常規內窺鏡的核心差異在于“細徑”需求——需通過直徑4mm以內的小孔完成檢測任務，部分醫用場景下透鏡通光直徑甚至小于1mm。這一特性對傳像系統提出了極致要求：
傳統硬性內窺鏡的傳像系統多依賴Hopkins棒狀鏡[2]，但當口徑縮減至0.8mm以下時，透鏡膠合困難、加工偏心、易斷裂等問題凸顯；而超細內窺鏡領域廣泛采用的傳像纖維，雖能解決細徑難題，卻存在諸多弊端：成像質量差，易產生摩爾紋等圖像瑕疵；高端產品依賴進口，造價高昂，嚴重限制了超細內窺鏡的普及與應用升級。
如何在“細徑”約束下，實現“高分辨率、低成本、無瑕疵”的傳像效果，成為光學設計領域的核心課題——向陽教授團隊的研究，正是圍繞這一課題展開，而Zemax軟件則成為輔助破解難題的關鍵工具。
多短棒鏡系統的創新
團隊摒棄了傳統傳像纖維方案，創新性地提出“多短棒鏡組合傳像系統”設計：采用直徑0.8mm、長度≤6mm的短棒鏡替代傳像纖維，通過優化棒鏡材料與結構，在滿足細徑要求的同時，大幅提升成像性能。
展開 ZEMAX 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升Ⅱ
ZEMAX 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升Ⅱ
概述
上周我們學習了文章 ZEMAX | 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升Ⅰ。該文分為內窺鏡系統簡介、主要結構、系統分析、性能提升和總結五個部分，介紹了內窺鏡系統的主要結構，并討論了如何在 OpticStudio 中根據內窺鏡物鏡系統的初始結構進行像差分析，以及如何對其進行后續的優化提升。
接著上回，我們對內窺鏡物鏡系統的初始結構進行分析后，應該做什么呢？當然就是優化！優化！
系統性能提升
根據上篇的內窺鏡系統分析，我們可以從四個方面對內窺鏡物鏡系統進行優化：元件間距、圓錐系數、MTF 值以及畸變值。點擊優化-評價函數編輯器以設置具體的評價函數。
首先，用三個 CONF 操作數將評價函數編輯器分為三個部分，在第一個 CONF 操作數的結構#一欄輸入1，即在此操作數后插入的后續操作數均用于對結構1進行優化；在所有關于第一個結構的操作數后，插入第二個 CONF 操作數，并在結構#一欄輸入2，同樣在此操作數后插入所有用于優化結構2的優化操作數；第三個 CONF 操作數同理。
三種結構除了物距以外，其他的透鏡參數是完全相同的，因此，元件間距和圓錐系數的優化操作數只需插入到其中一個 CONF 操作數后。
元件間距：為了便于實際的生產制造，對第3、4個透鏡之間的間距進行控制，插入 MNCA 操作數（最小中心空氣厚度），將目標值設為0.1 mm，權重設為1，起始面定義為表面7，終止面定義為表面8，通過優化控制第3、4個透鏡間的距離大于0.1 mm。
圓錐系數：同樣對于實際的生產制造，通常我們想要控制圓錐系數分布在-100~100之間，則需使用到 COGT 操作數（圓錐系數>目標值）和 COLT 操作數（圓錐系數<目標值）。
展開 Ansys Zemax | 內窺鏡物鏡系統初始結構的優化提升（下）
以下是本文中的內窺鏡物鏡系統優化后的 2D 視圖、鏡頭數據編輯器、MTF 曲線圖以及場曲/畸變圖，可以看到系統的布局看起來是美觀的，元件之間的中心距離和邊緣距離都大于 0.1mm，系統總長為 7.383mm，所有圓錐系數都在-50到50之間。三個結構的 MTF 都得到了顯著的提升。
結構1的 2D 視圖（結構2、3的布局圖與結構1相比只有物距上的差別）。
結構1的鏡頭數據編輯器（結構2、3的編輯器數據與結構1相比主要差別為物距）。
對于結構1，在70周期 /mm時，MTF 為0.47；35周期 /mm時，MTF 為0.74。
對于結構2，在70周期 /mm時，MTF 為0.48；35周期 /mm時，MTF 為0.71。
對于結構3，在70周期 /mm時，MTF 為0.3；35周期 /mm時，MTF 為0.6。
對于結構1，半視場角為35°時，畸變值為-20.2%。
對于結構2，半視場角為35°時，畸變值為-20.62%。
對于結構3，半視場角為35°時，畸變值為-21 %。
根據上述結果，在我們對該內窺鏡物鏡設置了具體的 MTF 優化后，系統性能在各結構下都得到了明顯的提升，并且系統畸變也控制在一個合理的范圍中。對于如同內窺鏡物鏡系統這樣具有較高成像性能要求的系統，都可以遵循類似方式進行以 MTF 為指標的優化控制。在優化過程中，也可使用優化向導。
總結
本文詳細描述了如何根據內窺鏡物鏡系統的初始結構，分析當前系統的成像質量、畸變情況以及所需的參數控制，并使用相應的優化操作數對系統性能進行進一步提升。
展開 SYNOPSYS 光學設計軟件課程六十：光纖內窺鏡設計
內窺鏡特點：
1.工作距離：不同用途的內窺鏡產品，工作長度不相同，現有的以下內窺鏡：腹腔鏡的工作距離為330mm，喉鏡和鼻竇鏡的工作距離為175mm，耳內窺鏡的工作距離為105mm和50mm；
2.視場角：通常2.7mm-3mm內窺鏡的視場角在60°-80°之間，4mm內窺鏡視場角70°-100°之間，一些超廣角內窺鏡的視場可達100°-120°，但是畸變較大；
3.不同的成像系統所選用的分析評判標準有所不同，可選用 RMS 光斑大小，系統波前差或 MTF 作為成像質量的評判標準。
光纖內窺鏡工作原理：
典型的光纖內窺鏡主要由前置物鏡，光纖傳像束，目鏡/耦接鏡，探測器等組成。目標通過物鏡成像在光纖傳像束的前端面上，該端面上的圖像被離散分布的大量光纖采樣。可以獲得的物面信息傳輸到另一端面上。出射圖像通過目鏡或耦接鏡供人眼直接觀察或應用 CCD 接收。
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