Brevet FR2864633A1 — publié le 20050701

TUBE PLASTIQUE AVEC LENTILLE OPTIQUE INTEGREE NOTAMMENT POUR CAMERA ENDOSCOPIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION ET DE MISE EN PLACE L'invention se rattache au secteur technique des housses de protection pour caméras endoscopiques, mais aussi des dispositifs optiques intégrés dans des tubes pour autres applications notamment médicales. Il y a lieu de se référer à une application particulière à l'origine de l'invention puis de son extension d'utilisation. Les caméras endoscopiques sont agencées avec un tube optique susceptible de pénétrer dans le corps du patient pour permettre de procéder aux investigations de diagnostic et de recherches nécessaires. Ces caméras endoscopiques comprennent en particulier un tube de petite section et de grande longueur recevant une optique. Cet équipement étant coûteux, il a été nécessaire d'en assurer une protection pour éviter tous risques de contamination avec et par son milieu d'utilisation. A cet effet, il a été proposé de protéger lesdites caméras endoscopiques par des housses de protection constituant ainsi un emballage stérile. Ainsi, le brevet US 4201199, en se référant à la figure 1, vise la réalisation de housse (a) en matière plastique entourant la tige (b) longue de l'endoscope (c). Il n'est pas prévu dans ce document l'utilisation de lentilles permettant l'obtention d'une qualité optique de transmission. Une évolution de la technologie apparaît dans le brevet US 4254762 qui décrit un endoscope recevant sur sa tige une housse ayant une lentille transparente à son extrémité distale, l'ensemble empêchant tout contact avec les moyens de l'endoscope lors de l'intervention chirurgicale. Le problème posé dans ce document réside néanmoins dans la difficulté de positionnement de la lentille et surtout sa stabilité en position par suite des contraintes inhérentes aux différentes manipulations. Ainsi, selon l'art antérieur, les lentilles sont thermo-formées et elles sont ensuite collées sur la périphérie intérieure du tube de la housse. Une difficulté réside dans le contrôle de l'étanchéité et de l'homogénéité de la zone de collage. En pratique, cette couche de collage est irrégulière et l'étanchéité totale n'existe pas ou ne peut être garantie. En d'autres termes, si l'on connaît la réalisation de housses en matières plastiques agencées avec un tube ou canule avec en bout une lentille optique entourant la tige de l'endoscope, les appareils sur le marché avec l'équipement de protection présentent néanmoins des imperfections et des limitations dues à la méthode de fixation de la lentille à l'extrémité distale du tube précité. L'objet de l'invention était de remédier à ces inconvénients en recherchant une solution qui puisse garantir la position de la lentille optique dans ledit tube de housse sans risque d'échappement et de contamination. Un autre objectif était de permettre une variation de la configuration de la lentille et de son positionnement dans le tube de la housse tout en préservant et garantissant son positionnement stable sans risque d'échappement. La solution développée par les demandeurs répond de manière satisfaisante aux problèmes posés, et trouve d'autres applications que les housses pour caméras endoscopiques, avec en particulier des dispositifs optiques intégrés dans des tubes plastiques. Selon une première caractéristique, le tube plastique recevant une lentille optique est remarquable en ce que la liaison entre la lentille et ledit tube est réalisée par soudure haute fréquence assurant une liaison moléculaire intime sur le pourtour périphérique de la lentille et de la partie de tube en regard. Plusieurs mises en oeuvre de l'invention permettent cette réalisation soit en utilisant une lentille sous forme de pastille qui n'est pas déformée par rapport à sa configuration initiale, soit en utilisant une lentille sous forme de pastille mais qui subit une mise en forme spécifique par rapport à sa configuration initiale. Selon la première mise en oeuvre de l'invention, le tube plastique est susceptible de recevoir la lentille sous forme de pastille en étant positionné sur un moyen support récepteur du dispositif haute fréquence incluant deux électrodes, l'une fixe, et l'autre déplaçable, qui en sollicitation permettent par rapprochement et contact de l'une des électrodes sur la lentille la soudure haute fréquence de la lentille sur le tube par un effet combiné de pression et de chaleur, la liaison moléculaire de la bordure périphérique de la lentille s'effectuant avec la paroi en regard du tube plastique à l'extrémité de celui-ci, ladite lentille étant positionnée et solidarisée au tube plastique dans une position en fonction du profil donné aux électrodes. Selon une autre caractéristique, le tube plastique est un tube de housse pour caméra endoscopique. Selon une autre caractéristique de l'invention et dans une seconde mise en oeuvre de l'invention, avec application spécifique, la lentille optique, adaptable sur tube de protection en prolongement d'une housse pour caméra endoscopique, est thermo-formée et transparente, et est remarquable en ce qu'elle présente à partir de sa périphérie extérieure une portée cylindrique de prolongement en forme de retour intégrée dans le tube et créant une zone et surface de liaison avec le tube, supérieure à la simple épaisseur de la lentille dans sa partie médiane, ladite liaison s'effectuant par soudure à haute fréquence. Selon une autre caractéristique, le procédé de fabrication et de mise en place de lentille optique adaptable dans un tube de protection en prolongement d'une housse pour caméra endoscopique relatif à la seconde mise en oeuvre, est remarquable en ce qu'il met en oeuvre les phases opératoires suivantes: fabrication d'une lentille optique rigide constituant une préforme dans une dimension de diamètre supérieur au diamètre intérieur du tube de housse dans lequel elle est destinée à être positionnée; introduction de la lentille constitutive de la préforme dans une machine de soudure à haute fréquence pour formage de la lentille à la forme et diamètre intérieur dudit tube augmentée d'une couronne périphérique extérieure correspondant à la surface de liaison; mise en forme de la lentille par rabat et pliage de la couronne périphérique d'un côté de la lentille et dans un plan tangentiel en définissant une protée cylindrique en alignement correspondant à la surface intérieure du tube; opération de soudure par haute fréquence de la lentille sur le tube dans la zone de la portée cylindrique correspondant à la couronne périphérique extérieure rabattue. Ainsi, la solution de l'invention par la sélection et l'utilisation particulière de la soudure haute fréquence permet de garantir et de contrôler la qualité de la liaison de la lentille à l'intérieur du tube plastique, et dans une application spécifique non limitative aux tubes de housses pour caméras endoscopiques. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux 15 figures des dessins où : La figure 1 est une vue selon l'art antérieur d'une housse de protection pour caméras endoscopiques. La figure 2 est une vue du tube de housse selon l'invention dans l'application pour les caméras endoscopiques. La figure 3 illustre de manière schématique la mise en oeuvre de l'invention selon une première variante par soudure haute fréquence en utilisant des moyens de soudure par électrodes, la lentille se présentant dans une configuration en pastille dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube plastique, la soudure s'effectuant par abaissement d'une électrode par rapport à une seconde électrode dite de masse. La figure 4 est une vue selon la figure 3 mais en situation inverse de fonctionnement des électrodes. La figure 5 illustre de manière schématique à partir de la mise en oeuvre du procédé de la figure 4 la liaison par soudure haute fréquence de la lentille dans une position non perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube plastique. Les figures 6A-6B-6C-6D illustrent le procédé de fabrication et de liaison de la lentille dans une seconde mise en oeuvre en variante. La figure 6B' est une vue de face de la lentille à l'instant de la phase 6B. La figure 7 est une vue en perspective de la lentille optique avantageusement dans le tube selon l'invention, à partir de la seconde variante. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. On a représenté et référencé la lentille optique selon l'invention par (1) , et par (2) la partie tube plastique. Ce tube peut être dans une application avantageuse un tube pour la protection de caméras endoscopiques. La liaison de la lentille avec la partie en regard du tube est effectuée selon l'invention par soudure à haute fréquence. La lentille (1) transparente est réalisée en tout matériau approprié tel que matériau plastique, et se présente sous la forme d'une pastille destinée à être introduite et solidarisée par soudure haute fréquence dans le tube plastique (2) dans la partie d'extrémité (2A) de celui-ci, dans une position perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube plastique, ou dans un plan non perpendiculaire et donc oblique comme représenté aux figures 3, 4, et 5 par exemple. On se réfère à la première mise en oeuvre possible et préférée de l'invention, selon les figures 3 à 5. La lentille sous forme de pastille doit être introduite dans le tube plastique et solidarisée à celui-ci par soudure haute fréquence, impliquant l'utilisation de deux électrodes (3-4), l'une déplaçable, l'autre fixe, l'une des deux électrodes étant dite de masse. Les deux électrodes sont reliées de toute manière connue au dispositif de soudure haute fréquence connue générant la mise en fonctionnement des deux électrodes et l'opération de soudure. Dans le cas de la figure 3, l'électrode de masse (3) est fixe et reçoit un fourreau isolant (5) vertical maintenu en position par tout moyen approprié, à l'intérieur duquel est engagé le tube plastique (2). La lentille est prépositionnée dans le tube mais sans tenue spécifique. En variante, elle peut être centrée sur l'électrode de masse qui constitue une table support. La mise en place du tube plastique dans le fourreau entraîne son insertion par son extrémité autour de la lentille. L'électrode supérieure (4) mobile est actionnée et est susceptible de descendre dans le tube plastique selon la flèche (F 1) pour venir en contact et appui sur la face en regard de la lentille en confortant son positionnement par le contre appui formé par l'électrode de masse. La mise en oeuvre de l'opération, soudure par haute fréquence de la lentille sur le tube plastique permet d'obtenir par un effet combiné de pression et de chaleur lors du contact de l'électrode avec la lentille leur liaison respective. La liaison moléculaire de la bordure périphérique de la lentille avec les parois en regard du tube s'effectue à l'extrémité de celui-ci. L'effet de chaleur à partir du contact de l'électrode sur la face en regard de la lentille se propage sur la zone précitée obtenant la liaison moléculaire recherchée. Dans la variante de mise en oeuvre de la figure 4, la lentille sous forme de pastille est également découpée pour être introduite dans le tube platique selon un diamètre sensiblement inférieur. Le tube plastique (2) est introduit sur une tige formant électrode (4) en laissant dépasser le tube plastique par rapport à la tige. La lentille est alors mise en place dans l'espace restant. L'ensemble est positionné sur un support adapteur pour assurer le maintien vertical. Un fourreau isolant extérieur (5) peut le cas échéant être prévu autour dudit ensemble. L'électrode supérieure dite de masse par exemple va être sollicité en déplacement vers le bas selon la flèche (F2) par la commande du dispositif de soudure haute fréquence, et va venir s'encastrer et en appui sur l'ensemble tige-tube lentille et provoquer par pression et chauffage la liaison moléculaire de la lentille sur le tube dans les mêmes conditions que précédemment. On retire ensuite l'électrode supérieure puis la tige du tube plastique. En se référant à la figure 5, la lentille peut ne pas être disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube plastique. Cela dépend des applications concernées. Le degré d'inclinaison en oblique est choisi en fonction des besoins. Dans ce cas, les électrodes sont agencées avec des profils complémentaires adaptés. C'est l'un des intérêts de l'invention et de mise en oeuvre du procédé de soudure par hautefréquence. L'invention trouve une application aux tubes de housses pour caméras endoscopiques mais aussi à tout dispositif optique intégré dans un tube plastique pour des applications médicales, chirurgicales ou autres. Il convient maintenant de se référer à la seconde mise en oeuvre de l'invention illustrée aux figures 6A, 6B, 6C, 6D, 6B', 7. On a représenté et référencé la lentille optique selon l'invention par (1) , et par (2a) la partie tube de la housse de protection (2) de la caméra endoscopique. Le tube se prolonge dans la housse avec un manchon (2b) thermo-rétractable. Ladite lentille (1) présente, à partir de sa périphérie extérieure, une portée cylindrique de prolongement (la) en forme de retour en définissant une zone (lb) de fixation par soudure haute fréquence. L'épaisseur (e) de la lentille optique dans son centre est inférieure à l'épaisseur (el) de la lentille à l'endroit de la portée de prolongement (la). Ainsi (el) est supérieure à (e) de quelques millimètres. Le procédé de fabrication de la lentille optique et de sa pose est le suivant. Selon la figure 6, la première opération consiste à réaliser une lentille optique rigide en constituant une préforme (lb) avec une dimension en diamètre (dl) supérieur au diamètre intérieur (d2) du tube de housse dans lequel elle est destinée à être positionnée. Selon la seconde opération, correspondant aux figures 6B, 6B', la lentille constitutive de la préforme est introduite dans une machine de soudure à haute fréquence avec découpage pour l'obtention et la transformation dans une configuration de lentille intermédiaire (1c) dont le diamètre (d3) est inférieur au diamètre (dl), mais supérieur au diamètre (d2). En pratique, le diamètre (d3) de la lentille à l'état intermédiaire correspondant au diamètre (d2) avec en plus la formation d'une couronne périphérique (ld) dont la largeur (11) correspond à la surface de liaison avec le tube (2a) après fixation par soudure haute fréquence. En d'autres termes, d3 = d2 + (2 x 11). La troisième phase opératoire consiste à la transformation de la lentille à l'état intermédiaire dans sa configuration finale. Cette phase consiste à rabattre la couronne périphérique (la) par pliage d'un côté de la lentille et dans un plan tangentiel en alignement de la bordure apparente (1 c) de la lentille après rabat. La quatrième phase consiste à introduire la lentille ainsi obtenue dans sa version finale dans le tube (2a) de la housse, puis à effectuer une opération de soudure (3) par haute fréquence sur la partie couronne ainsi rabattue et formant portée de fixation et de liaison avec le tube (2a). Ainsi selon l'invention, à partir des différentes mises en oeuvre décrites, la lentille est parfaitement tenue et orientée dans le tube selon une surface de liaison moléculaire importante. La soudure par haute fréquence permet un contrôle de la qualité de l'étanchéité et sur l'ensemble de son pourtour périphérique. Les avantages ressortent bien de l'invention. On souligne en particulier la qualité et la tenue de la liaison, de sorte que la caméra endoscopique est parfaitement isolée et sans risque de fissures garantissant son étanchéité au milieu ambiant d'utilisation et évitant ainsi toute contamination. REVENDICATIONS -1- Tube plastique intégrant une lentille optique caractérisé en ce que la liaison entre la lentille et ledit tube est réalisée par soudure haute fréquence assurant une liaison moléculaire intime sur le pourtour périphérique de la lentille et de la partie de tube en regard. -2- Tube plastique intégrant une lentille optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube est susceptible de recevoir la lentille sous forme de pastille en étant positionné sur un moyen support récepteur du dispositif haute fréquence incluant deux électrodes, l'une fixe, et l'autre déplaçable, qui en sollicitation permettent par rapprochement et contact de l'une des électrodes sur la lentille la soudure haute fréquence de la lentille sur le tube par un effet combiné de pression et de chaleur, la liaison moléculaire de la bordure périphérique de la lentille s'effectuant avec la paroi en regard du tube à l'extrémité de celui-ci, ladite lentille étant positionnée et solidarisée au tube dans une position en fonction du profil donné aux électrodes. -3- Tube plastique intégrant une lentille optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lentille est disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube de housse, les électrodes étant profilées dans leur phase d'appui par une forme complémentaire perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. -4- Tube plastique intégrant une lentille optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lentille est disposée dans un plan non perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube, les électrodes étant profilées dans leurs faces d'appui par une forme complémentaire non perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. -5- Procédé de fabrication et de mise en place d'une lentille dans un tube plastique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lentille est établie sous forme de pastille aux dimensions sensiblement moindres de celles du tube récepteur et est introduite dans ledit tube et solidarisée à celui-ci par soudure à haute fréquence avec mise en oeuvre de deux électrodes (3) (4), l'une déplaçable l'autre fixe, l'une des électrodes étant une électrode dite de masse, les deux électrodes étant reliées au dispositif de soudure haute fréquence. l0 -6- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'électrode de masse est fixe et reçoit un fourreau isolant vertical maintenu en position, à l'intérieur duquel est engagé le tube (2), la lentille étant prépositionnée dans le tube, et en ce qu'une électrode supérieure (4) mobile est actionnée en descente dans le tube pour être en contact et appui avec la face en regard de la lentille en confortant son positionnement par le contre appui de l'électrode de masse, et en ce que la mise en oeuvre de l'opération de soudure haute-fréquence de la lentille sur le tube est obtenue par l'effet combiné de pression et de chaleur lors du contact de l'électrode avec la lentille. -7-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on positionne le tube (2) sur une tige (4) formant électrode en laissant dépasser le tube par rapport à la tige, on positionne la lentille dans l'espace restant entre le tube et la tige, l'ensemble est positionné sur un support adapteur pour assurer le maintien vertical, on actionne l'électrode supérieure dite de masse qui est sollicitée en déplacement par la commande du dispositif de soudure haute fréquence, ladite électrode venant s'encastrer et en appui sur l'ensemble tige, tube, lentille, en assurant la liaison moléculaire recherchée, on retire l'électrode supérieure, puis la tige du tube. -8- Tube plastique intégrant une lentille selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle présente à partir de sa périphérie extérieure une portée cylindrique (la) de prolongement en forme de retour, intégrée dans le tube et créant une zone et surface (lb) de liaison avec le tube (2a), supérieure à la simple épaisseur de la lentille dans sa partie médiane. -9- Procédé de fabrication de tubes plastique intégrant une lentille optique adaptable sur tube de protection en prolongement d'une housse pour caméra endoscopique, selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre les phases opératoires suivantes: - fabrication d'une lentille optique rigide constituant une préforme (lb) dans une dimension de diamètre (dl) supérieur au diamètre intérieur (d2) du tube de housse dans lequel elle est destinée à être positionnée. - introduction de la lentille constitutive de la préforme dans une machine de soudure à haute fréquence pour formage de la lentille intermédiaire (1 c) à la forme et diamètre intérieur (d2) dudit tube augmentée d'une couronne périphérique (1 d) extérieure de largeur (11) correspondant à la surface de liaison avec le tube (2a). - mise en forme de la lentille par rabat et pliage de la couronne périphérique d'un côté de la lentille et dans un plan tangentiel en définissant une portée cylindrique en alignement correspondant à la surface intérieure du tube. - opération de soudure par haute fréquence de la lentille sur le tube dans la zone de la portée cylindrique correspondant à la couronne périphérique extérieure rabattue. -10- Tube plastique intégrant une lentille optique mise en oeuvre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé dans son application à des tubes de housse de protection pour caméras endoscopiques.