Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2025-10-21 Origine : Site
En tant que composant optique principal d'un module de caméra d'endoscope, les performances de protection de l'objectif déterminent directement la stabilité de l'imagerie et la durée de vie de l'équipement. Dans les scénarios visant la miniaturisation (par exemple, lentilles d'un diamètre de 1,5 mm), l'ajout d'une coque en acier restreint l'adaptabilité spatiale. Ainsi, un système de protection multidimensionnel doit être établi par le biais de mises à niveau des matériaux, d’optimisation structurelle, de contrôle des processus et de vérification des tests. Combinant les caractéristiques du produit et les pratiques techniques de l'industrie, cet article analyse le chemin de mise en œuvre de la protection pour les verres sans coque en acier.
Les performances inhérentes du substrat de la lentille servent de base à la protection, nécessitant un équilibre entre conception légère et résistance aux dommages. Pour les lentilles en plastique utilisées dans le produit, les plastiques techniques de qualité médicale (tels que le PC modifié ou le PEEK) sont préférés. Ces matériaux permettent non seulement un traitement miniaturisé avec un diamètre ≤ 1,5 mm, mais résistent également à la stérilisation à l'oxyde d'éthylène dans des scénarios médicaux et à la corrosion chimique dans des environnements industriels. Pour compenser la dureté insuffisante des plastiques, une technologie d'amélioration de la surface est nécessaire pour améliorer la résistance à l'usure : un revêtement sous vide peut être utilisé pour déposer un revêtement de carbone de type diamant (DLC) de 2 à 5 µm d'épaisseur, augmentant la dureté de la surface de la lentille à plus de HV1000 tout en maintenant une transmission optique ≥ 92 %, évitant ainsi la perte de qualité d'image.
Pour une protection temporaire, des coques de protection en polyéthylène de haute qualité peuvent être utilisées. Leur structure à trous en grille permet non seulement aux agents de stérilisation de pénétrer, mais empêche également les objets pointus de rayer la lentille pendant le transport et le stockage. De plus, aucune adhérence résiduelle ne subsiste après la stérilisation, répondant ainsi aux exigences de stérilité des scénarios médicaux. Ce système matériel, combinant « protection intrinsèque du substrat + amélioration de la surface + barrière physique temporaire », peut remplacer la fonction de protection mécanique d'une coque en acier.
Pour atteindre un niveau de résistance à la poussière et à l'eau IP67, les lentilles sans coque en acier reposent sur une conception structurelle scellée, le noyau se trouvant dans l'interface d'étanchéité entre la lentille et le corps du module, ainsi qu'entre les composants optiques. Pour la connexion entre l'objectif et le porte-objectif, le mastic neutre sans alcool Elaplus SIPC 2150 peut être utilisé. Ce matériau maintient sa flexibilité dans une large plage de températures de -60 ℃ ~ 260 ℃, formant une couche d'étanchéité dense après durcissement. Il peut résister à une immersion dans 1,5 mètre d’eau sans fuite et ne produit aucune substance volatile blanche susceptible d’affecter les performances optiques. L'application du mastic est contrôlée avec précision par un robot distributeur, avec une largeur limitée à 0,2-0,3 mm, assurant une étanchéité efficace dans la contrainte d'un diamètre de 1,5 mm.
Pour les composants optiques internes de la lentille, une solution intégrée de « pré-scellage + durcissement » peut être adoptée : après l'assemblage du groupe de lentilles via le processus d'alignement actif (AA), un adhésif durcissant aux ultraviolets (UV) est immédiatement injecté dans les espaces entre les composants, suivi d'un durcissement dans une chambre de durcissement UV protégée par l'azote. L'environnement sans oxygène empêche la formation de bulles pendant le durcissement, augmentant le taux de qualification d'étanchéité de 88 % à 99,5 % tout en réduisant le temps de durcissement de 60 %, garantissant ainsi la cohérence de la production de masse. De plus, un simple mécanisme de détection de joint peut être intégré : un papier test absorbant l'eau et des rainures de drainage sont installés au niveau de la queue de la lentille pour surveiller l'intrusion d'eau en temps réel et émettre des avertissements.
Les processus de fabrication de précision sont essentiels à la mise en œuvre de performances de protection. Pour le moulage par injection de lentilles, des moules d'ultra-précision sont utilisés, avec des tolérances contrôlées à ± 0,005 mm pour éviter les espaces d'étanchéité causés par les écarts dimensionnels. Avant le revêtement des lentilles, un nettoyage par ultrasons avec une propreté de classe 10 est nécessaire pour éliminer les impuretés particulaires supérieures à 0,1 μm de la surface, garantissant ainsi une bonne adhérence du revêtement.
Pendant la phase d'assemblage du module, le processus de technologie de montage en surface (SMT) doit être effectué dans une salle blanche de classe 100 pour éviter que des contaminants tels que les scories de soudure n'affectent l'effet d'étanchéité. L'assemblage de la lentille et du capteur atteint une précision d'alignement au niveau du µm grâce au processus AA, réduisant ainsi le risque de fissuration de la couche d'étanchéité causée par une contrainte mécanique. Immédiatement après le scellage, un test d'étanchéité à l'air à double canal est effectué, en utilisant un test de pression positive à 95-150 kPa. En 21 secondes (5 secondes pour le gonflage + 10 secondes pour le maintien de la pression + 5 secondes pour la détection + 1 seconde pour le dégonflage), les fuites dans la plage de -0,1 à 0,05 kPa sont identifiées avec précision, garantissant que les performances de protection de chaque produit répondent aux normes.
La fiabilité des performances de protection doit être vérifiée par des tests multidimensionnels. Les tests d'adaptabilité environnementale comprennent 50 cycles de cycles à haute et basse température (-40 ℃ ~ 80 ℃), avec l'intégrité du joint et la clarté de l'image testées après chaque cycle. Les tests de résistance à la corrosion simulent les processus de stérilisation médicale : après 200 cycles de stérilisation à l'oxyde d'éthylène, l'atténuation de la transmission de la lentille est ≤ 3 %.
Lors des tests de performances mécaniques, un test de chute de 1,5 mètre (chute sur une surface en bois dur) est répété 10 fois, sans aucun dommage structurel à la lentille observé par la suite. Pour les tests de résistance à l'usure, la surface de la lentille est frottée 1 000 fois avec un chiffon en coton imbibé d'alcool à 75 %, sans rayures évidentes. Toutes les données de test sont stockées de manière synchrone dans une base de données et un système de traçabilité est établi en conjonction avec les exigences de certification telles que CE, FCC et RoHS, garantissant que les performances de protection répondent aux normes strictes des scénarios médicaux et industriels.
En résumé, la protection des lentilles sans coque en acier dans les modules de caméra d'endoscope nécessite « la résistance aux dommages des matériaux comme base, l'étanchéité structurelle comme noyau, la précision du processus comme garantie et des tests complets comme vérification. » Grâce à la synergie de plusieurs technologies, la compatibilité entre protection et miniaturisation est obtenue. Cette voie technique répond non seulement aux exigences spatiales des objectifs ultra-fins de 1,5 mm, mais atteint également le niveau de protection IP67 et la fiabilité à long terme, offrant ainsi une solution réalisable pour des scénarios tels que les procédures médicales mini-invasives et l'inspection industrielle de tubes minces.
