Brevet FR2444954A1 — publié le 19800718

La présente invention concerne un microscope stéréoscopique perfectionné pour l'observation simultanée par deux observateurs, d'un même champ, dans les mêmes conditions optiques, applicable notamment à l'observation de champs opératoires au cours d'interventions chirurgicales. On connaît depuis longtemps déjà, on le sait, des microscopes stéréoscopiques comportant une lentille collimatrice ou un groupe de lentilles collimatrices coaxiales disposées au-dessus de l'objet à examiner. L'effet stéréoscopique est obtenu alors en plaçant derrière cette (ou ces) lentille collimatrice deux viseurs afocaux comprenant objectifs et oculaires, avec un système optique redresseur à prismes ou lenticulaire. On connaît également des microscopes stéréoscopiques permettant à deux observateurs d'observer simultanément le même objet, dans les mêmes conditions optiques. De tels microscopes stéréoscopiques à deux observateurs comportent au-dessus de la ou des lentilles collimatrices, un prisme séparateur à séparation physique de faisceaux, obtenu au moyen d'une surface optique semi-metallisée. Ces microscopes stéréoscopiques à deux observateurs ont pour inconvénient principal de mal utiliser l'éclairage nécessaire à une bonne vision de l'objet, car dans chaque lunette arrive au plus la moitié de la lumière initiale diffusée par l'objet, fait dû, comme on le sait, à la structure même des prismes séparateurs de lumière, qu'ils soient à couche métallique mince ou à couches interférométriques.Sans doute, cette perte de lumière peut-elle être compensée par des moyens connus, consistant essentiellement à agrandir le diamètre des des pupilles de sortie de l'instrument ; mais ce moyen at à son tour, l'inconvénient de rendre difficile la construction de microscopes stéréoscopiques à grossissement variable de manière continue, par l'augmentation du diamètre des pupilles ; on diminue ainsi la tolérance de profondeur de champ, et l'on obtient alors, lors de la manoeuvre du changement de grossissement, des effets de défocalisation qui sont gênants pour l'observiteur. La présente invention obvie à ces inconvénients en fournissant un microscope stéréoscopique à deux observateurs simultanés, permettant à la fois de bien utiliser l'éclairage nécessaire à une bonne vision de l'objets permettant l'obtention d'un grossissement variable de manière continue, et de maintenir la tolérance de profondeur de champ désirée en supprimant les effets de défocalisation gênants pour l'observa- teur. Le microscope stéréoscopique selon l'invention du type comportant une lentille collimatrice ou un groupe de lentilles collimatrices coaxiales placées au-dessus de l'objet à examiner, en aval desquelles est disposé au moins un groupe de deux viseurs afocaux comprenant chacun un objectif et un oculaire coopérant avec un système optique redresseur, est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte en aval de la ou des lentilles collimatrices, quatre lunettes identiques afocales comprenant chacune un objectif et un oculaire, disposées de telle manière que lesdits objectifs soient juxtaposés au-dessus de la ou desdites lentilles collimatrices de façon que leurs centres soient disposés sur les sommets d'un carré ou d'un rectangle centré sur l'axe optique de la ou des lentilles collimatrices, les deux viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire ayant respectivement pour objectif deux des quatre objectifs placés en aval des lentilles collectrices, les deux viseurs qui forment ceux de la seconde lunette binoculaire ayant respectivement pour objectifs les deux autres de ces quatre objectifs. De manière avantageuse, et pour que deux observateurs simultanés aient une vision identique du champ observé, le microscope selon l'invention est à variation continue de grossissement ; à cet effet, un système optique de distance focale variable, de même axe optique que la ou les lentilles collimatrices, est interposé entre ces dernières et l'ensemble des quatre objectifs des quatre viseurs. Suivant une première forme de réalisation et qui représente l'une des possibilités donnée par l'invention, les objectifs des viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire sont disposés côte à côte, leurs axes optiques passant par deux sommets consécutifs du carré ou du rectangle par les sommets duquel passent les axes optiques des quatre objectifs, tandis que les axes optiques des objectifs des viseurs qui forment les éléments de la seconde lunette binoculaire passent par les deux autres sommets consécutifs dudit carré ou dudit rectangle, cette disposition permettant l'observation simultanée par deux observateurs placés face à face. Suivant une seconde forme de réalisation les objectifs des viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire sont disposés de manière à être diagonalement opposés, leurs axes optiques passant par deux sommets diagonalement opposés du carré ou du rectangle par les sommets duquel passent les axes optiques des quatre objectifs, tandis que les axes optiques des objectifs des viseurs formant les éléments de la seconde lunette binoculaire passent par les deux autres sommets diagonalement opposés dudit carré ou recgangle, cette disposition permettant l'observation simultanée par deux observateurs placés suivant deux directions orthogonales dans le cas d'un carré ou faisant entre elles un angle égal à celui des diagonales dans le cas du rectangle. D'autres avantages de l'invention ressortiront mieux de la description faite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une vue d'ensemble en coupe d'un microscope stéréoscopique selon la présente invention ; et la figure 2 représente une vue schématique en plan de la disposition relative des oculaires des viseurs des lunettes binoculaires par rapport aux lentilles collimatrices. Sur ces dessins, les mêmes références représentent les mêmes éléments. En se référant aux dessins : le microscope stéréoscopique selon l'invention comporte une platine 1 formant le support de l'objet à observer, disposée en amont de la partie optique du microscope proprement dit ; celui-ci comporte essentiellement un corps 2 constitué par une lentille collimatrice 3 ou un ensemble ou système de lentilles équivalant à une lentille collimatrice d'axe optique X-X, suivi de manière préférée parce qu'avantageuse mais non obligatoire, de quatre systèmes optiques 4 identiques, d'axes parallèles à celui du précédent et de distance focale variable, plus CGmmUnément connus dans le commerce sous la dénomination de "Zoom", qui, éventuellement donc, précèdent les quatre objectifs Sa, 5b, 5c et 5d des quatre lunettes Sa, Sb, 5c et Sd du microscope stéréoscopique. L'intérêt d'un tel système réside, selon l'invention, dans le fait que l'obtention de l'effet "Zoom" au moyen des quatre systèmes montés parallèles entre eux ne nécessite plus qu'une came unique entraînée au moyen d'un mécanisme unique. Ces lunettes, qui sont des lunettes afocales toutes identiques, comportent, en outre, comme toutes les lunettes, respectivement les oculaires 7a, 7b, 7c et 7d. Les objectifs 5a, 5b, 5c et 5d de ces quatre lunettes sont, comme représenté sur la figure 2, disposés audessus de la lentille collimatrice, de telle manière qu'ils soient juxtaposés et de façon que leurs axes optiques soient parallèles à l'axe optique X-X de celle-ci et leurs centres optiques placés aux sommets d'un carré ou d'un rectangle dont le plan est perpendiculaire audit axe X-X, et le centre sur ce même axe. Comme dans presque tous les appareils de ce type, les axes optiques des lunettes sont avantageusement inclinés sur l'horizontale, ce qui en facilite l'utilisation les axes optiques des lunettes Sa, 6b, 6c et 6d sont inclinés sur l'horizontale alors que les axes optiques des objectifs correspondants sont verticaux, ce qui nécessite pour l'obtenu tion d'une image correcte, de dévier l'axe optique de l'objectif pour le faire coïncider après déviation avec celui de l'oculaire correspondant, en interposant entre ledit objectiffet ledit oculaire un système optique déviateur et redresseur Sa (ou âb, 8c, âd) qui peut être constitué de manière connue, par exemple par un prisme (ou un système de prismes) utilisant la réflexion totale sur au moins une de ses faces. Dans le cadre des dispositions relatives des oculaires, tel que ci-dessus indiqué, l'agencement des quatre lunettes avec les quatre objectifs est réalisé par des moyens déj) connus ; en particulier, il est possible de constituer ainsi des lunettes à variation continue ou à variation discontinue de grossissement selon que l'on interpose ou n'interpose pas de système optique de distance focale variable entre la lentille collimatrice et les oculaires. Compte tenu de la disposition précitée àonnée aux objectifs des lunettes, il est possible, selon l'inven- tion, de donner aux deux ensembles binoculaires de deux lunettes chacun, que comporte le microscope deux dispositions relatives différentes. C'est ainsi qu'on peut constituer, un premier ensemble dont les lunettes ont respectivement un groupe de deux objectifs dont les centres sont placés sur deux sommets consécutifs du carré ou rectangle sur lequel sont disposés lesdits centres, comme par exemple les objectifs 6b et 6c, d'autre part. Dans ce cas, les deux ensembles binoculaires constitués respectivement à partir de ces deux groupes de deux objectifs se trouvent opposés l'un à l'autre les observateurs se trouvant - en cas d'observation simultanée par deux observateurs - face à face.Il est clair que l'on peut constituer de la même manière deux groupes de deux ensembles binoculaires avec respectivement les groupes d'oculaires 6a, 6b, d'une part, et 6c, 6d, d'autre part. De la même manière et dans le cas si les centres des lentilles collimatrices sont disposés aux sommets d'un carré, on peut constituer, au moyen du système optique ci-dessus décrit et selon l'invention, un microscope stéréoscopique pour deux observateurs simultanés, dans lequel les deux ensembles binoculaires sont disposés orthogonalement, c'est-à-dire dont les directions des axes optiques des oculaires, également inclinées sur lthorizontale dans les deux ensembles, sont situées dans des plans verticaux perpendiculaires.Une telle disposition est obtenue de manière simple, en constituant un premier ensemble binoculaire dans lequel les lunettes ont respectivement pour objectif, les objectifs Ga et Gc et un second ensemble binoculaire dans lequel les lunettes ont respectivement pour objectifs b et 6d, c'est-à-dire deux ensembles dans lesquels la droite joignant les centres optiques des deux objectifs des lunettes de l'un est perpendiculaire à la droite joignant les centres optiques des deux objectifs de l'autre, ces droites formant donc les diagonales du carré dont les sommets sont les centres optiques des objectifs précités. Il est ainsi possible de constituer, au moyen du système optique ci-dessus décrit, un microscope stéréoscopique pour deux observateurs simultanés pouvant être placés soit face à face, soit orthogonalement l'un par rapport à l'autre, selon les dispositions relatives que l'on donne aux objectifs des paires de lunettes formant l'un et l'autre les deux ensembles binoculaires que comporte ledit microscope. De même, il est clair, que dans le cas où les centres des lentilles collimatrices sont disposés aux sommets d'un rectangle, les deux ensembles binoculaires peuvent être de manière analogue soit être placés face à face soit de telle manière qu'ils fassent entre eux un angle égal à celui que font les diagonales du rectangle entre elles, les caractéristiques ci-dessus mentionnées pour le cas où lesdits centres sont placés aux sommets d'un carré pouvant être aisément transposées au cas du rectangle. En outre, dans le cas où les deux microscopes sont à variation continue de grossissement, pour que les deux observateurs aient des visions rigoureusement identiques du champ observé, les lentilles destinées à obtenir la variation de grossissement sont, selon l'invention, manoeuvrées simultanément de manière connue, mais au moyen d'un organe de manoeuvre comportant une seule came. Le microscope stéréoscopique selon l'invention tel que ci-dessus décrit, trouve un domaine d'application particulièrement intéressant au cours des interventions chirurgicales nécessitant la collaboration de deux opérateurs travaillant ensemble et regardant le même champ opératoire dans les mêmes conditions optiques. Mais il est clair que le domaine chirurgical, s'il est privilégié, concernant les applications possibles de ce type de microscope, n'est pas le seul et que, plus généralement, il peut être avantageusement utilisé partout où l'observation d'un même champ dans les mêmes conditions d'éclairage par deux observateurs simultanés est nécessaire. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel, et que l'on pourraapporter des équivalences techniques à ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, tel que ci-après revendiqué. REVENDICATIONS 1. Microscope stéréoscopique pour l'observation d'un même champ simultanément par deux observateurs, du type comportant une lentille ou un groupe de lentilles collimatrices coaxiales placées au-dessus de l'objet à examiner et en aval desquelles sont disposés au moins un groupe de deux viseurs afocaux comprenant chacun un objectif et un oculaire coopérant avec un système optique redresseur, caractérisé par le fait qu'il comporte en aval de la ou des lentilles collimatrices quatre lunettes identiques afocales comprenant chacune un objectif et un oculaire disposées de telle manière que lesdits objectifs soient juxtaposés au-dessus de la ou desdites lentilles collimatrices de façon que leurs centres soient disposés sur les sommets d'un carré ou d'un rectangle centré sur l'axe optique de la ou des lentilles collimatrices, les deux viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire ayant respectivement pour objectif deux des quatre objectifs placés en aval des lentilles collectrices, les deux viseurs qui forment ceux de la seconde lunette binoculaire ayant respectivement pour objectifs les deux autres de ces quatre objectifs. 2. Microscope stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit microscope est à variation continue de grossissement et qu'à cet effet un système optique de distance focale variable, d'axe optique parallèle à celui de la ou des lentilles collimatrices, est interposé entre ces dernières et chacun des quatre objectifs des quatre viseurs. 3. Microscope stéréoscopique selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé en ce que les objectifs des viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire sont disposés côte à côte, leurs axes optiques passant par deux sommets consécutifs du carré ou du rectangle par les sommets duquel passent les axes optiques des quatre objectifs, tandis que les axes optiques des objectifs des viseurs qui forment les éléments de la seconde lunette binoculaire passent par les deux autres sommets consécutifs dudit carré ou dudit rectangle. 4. Microscope stéréoscopique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les objectifs des viseurs qui forment les éléments de la première lunette binoculaire sont disposés de manière a être diagonalement opposés, leurs axes optiques passant par deux sommets diagonalement opposés du carré ou du rectangle par les sommets duquel passent les axes optiques des quatre objectifs, tandis que les axes optiques des objectifs des viseurs qui forment les éléments de la structure de lunette binoculaire passent par les deux autres sommets diagonalement opposés dudit carré ou dudit rectangle.