Bekeken: 0 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 21-10-2025 Herkomst: Locatie
Als optische kerncomponent van een endoscoopcameramodule zijn de beschermende prestaties van de lens rechtstreeks bepalend voor de beeldstabiliteit en de levensduur van de apparatuur. In scenario's die miniaturisatie nastreven (bijvoorbeeld lenzen met een diameter van 1,5 mm), beperkt het toevoegen van een stalen omhulsel de ruimtelijke aanpasbaarheid. Er moet dus een multidimensionaal beschermingssysteem tot stand worden gebracht door middel van materiaalupgrades, structurele optimalisatie, procescontrole en testverificatie. Dit artikel combineert productkenmerken en technische praktijken in de sector en analyseert het implementatiepad voor bescherming voor lenzen zonder stalen schaal.
De inherente prestaties van het lenssubstraat dienen als basis voor bescherming en vereisen een balans tussen lichtgewicht ontwerp en schadebestendigheid. Voor de plastic lenzen die in het product worden gebruikt, wordt de voorkeur gegeven aan technische kunststoffen van medische kwaliteit (zoals gemodificeerde PC of PEEK). Deze materialen maken niet alleen geminiaturiseerde verwerking met een diameter ≤1,5 mm mogelijk, maar zijn ook bestand tegen sterilisatie met ethyleenoxide in medische scenario's en chemische corrosie in industriële omgevingen. Om de onvoldoende hardheid van kunststoffen te compenseren, is oppervlakteverbeteringstechnologie nodig om de slijtvastheid te verbeteren. Vacuümcoating kan worden gebruikt om een 2-5 μm dikke diamantachtige koolstof (DLC) coating af te zetten, waardoor de hardheid van het lensoppervlak wordt verhoogd tot meer dan HV1000 terwijl de optische transmissie ≥92% behouden blijft, waardoor verlies aan beeldkwaliteit wordt vermeden.
Voor tijdelijke bescherming kunnen hoogwaardige polyethyleen beschermschalen worden gebruikt. Hun roostergatstructuur zorgt er niet alleen voor dat sterilisatiemedia kunnen binnendringen, maar voorkomt ook dat scherpe voorwerpen de lens bekrassen tijdens transport en opslag. Bovendien blijft er na sterilisatie geen resterende hechting achter, waardoor wordt voldaan aan de steriliteitsvereisten van medische scenario's. Dit materiaalsysteem, dat 'intrinsieke substraatbescherming + oppervlakteverbetering + tijdelijke fysieke barrière' combineert, kan de mechanische beschermingsfunctie van een stalen omhulsel vervangen.
Om stof- en waterbestendigheid op IP67-niveau te bereiken, vertrouwen lenzen zonder stalen schaal op een afgedicht structureel ontwerp, waarbij de kern in de interface-afdichting ligt tussen de lens en de modulebehuizing, evenals tussen optische componenten. Voor de verbinding tussen lens en lenshouder kan Elaplus SIPC 2150 neutrale alcoholvrije kit worden gebruikt. Dit materiaal behoudt zijn flexibiliteit binnen een breed temperatuurbereik van -60℃~260℃ en vormt na uitharding een dichte afdichtingslaag. Het is bestand tegen onderdompeling in 1,5 meter water zonder lekkage en produceert geen witte mist, vluchtige stoffen die de optische prestaties kunnen beïnvloeden. Het aanbrengen van het afdichtmiddel wordt nauwkeurig gecontroleerd door een doseerrobot, waarbij de breedte beperkt is tot 0,2-0,3 mm, waardoor een effectieve afdichting wordt gegarandeerd binnen de beperking van een diameter van 1,5 mm.
Voor de interne optische componenten van de lens kan een geïntegreerde 'pre-sealing + curing'-oplossing worden toegepast: na het assembleren van de lensgroep via het Active Alignment (AA)-proces wordt ultraviolet (UV) uithardende lijm onmiddellijk in de openingen tussen de componenten geïnjecteerd, gevolgd door uitharding in een met stikstof beschermde UV-uithardingskamer. De zuurstofvrije omgeving voorkomt belvorming tijdens het uitharden, waardoor het kwalificatiepercentage voor afdichtingen toeneemt van 88% naar 99,5%, terwijl de uithardingstijd met 60% wordt verkort, waardoor consistentie in massaproductie wordt gegarandeerd. Bovendien kan een eenvoudig afdichtingsdetectiemechanisme worden geïntegreerd: er zijn waterabsorberend testpapier en drainagegroeven geïnstalleerd aan de lensstaart om het binnendringen van water in realtime te monitoren en waarschuwingen te geven.
Precisieproductieprocessen zijn van cruciaal belang voor het implementeren van beschermende prestaties. Voor het spuitgieten van lenzen worden ultra-precieze matrijzen gebruikt, met toleranties binnen ± 0,005 mm om afdichtingsspleten als gevolg van maatafwijkingen te voorkomen. Voordat de lens wordt gecoat, is ultrasone reiniging met klasse 10-reinheid vereist om deeltjesvormige onzuiverheden groter dan 0,1 μm van het oppervlak te verwijderen, zodat de coating goed hecht.
Tijdens de assemblagefase van de module moet het Surface Mount Technology (SMT)-proces worden uitgevoerd in een klasse 100 cleanroom om te voorkomen dat verontreinigingen zoals soldeerslakken het afdichtende effect beïnvloeden. De assemblage van de lens en de sensor bereikt een uitlijningsnauwkeurigheid op μm-niveau via het AA-proces, waardoor het risico op scheuren in de afdichtingslaag als gevolg van mechanische spanning wordt verminderd. Onmiddellijk na het sealen worden er tweekanaals luchtdichtheidstests uitgevoerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van positieve druktests bij 95-150 kPa. Binnen 21 seconden (5 seconden voor opblazen + 10 seconden voor drukbehoud + 5 seconden voor detectie + 1 seconde voor leeglopen) worden lekken in het bereik van -0,1~0,05 kPa nauwkeurig geïdentificeerd, waardoor wordt gegarandeerd dat de beschermende prestaties van elk product aan de normen voldoen.
De betrouwbaarheid van de beschermende prestaties moet worden geverifieerd door middel van multidimensionale tests. Het testen van het aanpassingsvermogen aan de omgeving omvat 50 cycli van hoge-lage temperatuurcycli (-40℃~80℃), waarbij de integriteit van de afdichting en de beeldhelderheid na elke cyclus worden getest. Corrosiebestendigheidstests simuleren medische sterilisatieprocessen: na 200 cycli ethyleenoxidesterilisatie is de verzwakking van de lenstransmissie ≤3%.
Bij mechanische prestatietests wordt een valtest van 1,5 meter (vallen op een hardhouten oppervlak) tien keer herhaald, zonder dat er daarna structurele schade aan de lens wordt waargenomen. Voor het testen van de slijtvastheid wordt het lensoppervlak 1000 keer gewreven met een katoenen doek gedrenkt in 75% alcohol, zonder duidelijke krassen. Alle testgegevens worden synchroon opgeslagen in een database en er wordt een traceerbaarheidssysteem opgezet in combinatie met certificeringsvereisten zoals CE, FCC en RoHS, waardoor de beschermende prestaties voldoen aan de strikte normen van medische en industriële scenario's.
Samenvattend vereist de bescherming van lenzen zonder stalen omhulsel in endoscoopcameramodules 'schadebestendigheid van materialen als basis, structurele afdichting als kern, procesprecisie als garantie en tests in volledige scenario's als verificatie.' Door de synergie van meerdere technologieën wordt compatibiliteit tussen bescherming en miniaturisatie bereikt. Dit technische pad voldoet niet alleen aan de ruimtelijke vereisten van ultrafijne 1,5 mm-lenzen, maar bereikt ook een IP67-beschermingsniveau en langdurige betrouwbaarheid, wat een haalbare oplossing biedt voor scenario's zoals minimaal invasieve medische procedures en industriële dunnepijpinspectie.
