Brevet FR2499738A1 — publié le 19820813

La présente invention concerne, d'une manière générale, des dispositifs à fibres optiques et, plus particulièrement, des perfectionnements aux systèmes de transmission d'images de fibroscopes. Les fibroscopes souples contiennent habituellement un faisceau de fibres "cohérent" de transport d'images pour trans- mettre une image de l'extrémité distale à un. oculaire, un appareil photographique, un écran ou un autre moyen de vision- nement. Dans la présente description, l'expression "cohérent" est utilisée pour indiquer que les extrémités opposées du faisceau de fibres ont une configuration géométrique identi- que, c'est-à-dire qu'il est nécessaire que les milliers de fibres soient précisément alignéesen une configuration iden- tique aux deux extrémités d'un faisceau cohérent. La fabri- cation d'un tel faisceau demande des opérations longues et coûteuses et il est nécessaire de sévèrement limiter la lon- gueur du faisceau. Les faisceaux de fibres non cohérents ou distribués au hasard, sont nettement plus faciles à fabriquer, moins coûteux, et ils peuvent être produits en grande longueur mais, jusqu'- ici,on n'apas considéré qu'ils étaient utilisables dans des systèmes de transmission d'images du fait que la répartition aléatoire des fibres (leur brouillage) rend les images trans- mises non identifiables. La présente invention a cependant pour but d'utiliser des faisceaux de fibres non cohérents plus faciles et moins coûteux à fabriquer dans des systèmes de transmission d'images pour fibroscopes. Plus particulièrement, l'invention apporte un système de fibroscope utilisant un faisceau de fibres non cohérent en combinaison avec des moyens d'affichage des images trans- mises par le faisceau de manière identifiable (non brouillée). L'invention a également pour but de transmettre, au moyen de fibres optiquesdes images reconnaissables sur des distan- ces inhabituelles. D'autres butset avantagesde l'invention ressortiront de la description ci-après. Ces buts et avantages sont obtenus à l'aide d'un système de fibroscope utilisant un faisceau de fibres optiques réparties de manière aléatoire comme moyen de transmission de l'image. Ces faisceaux, qui peuvent être fabriqués en longueur excep- tionnellement importante et à partir de silice fondue aux fins d'obtenir une transmission élevée, sont pourvus de moyens de décodage d'images pour donner un affichage reconnaissable des images transportées, c'est-à-dire que les images transportées par le faisceau vers son extrémité réceptrice sont reconstituées à partir de la confiquiation fixe de la répartition aléatoire des fibres du faisceau particulier utilisé. L'invention est décrite en détail ci-après par référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 illustre schématiquement une forme diexécu- tion préférée du système selon l'invention; - la figure 2 est une représentation partielle d'une va- riante du système de la figure 1; - la figure 3 est une-vue partielle similaire d'une autre variante du système de la figure 1; et - la figure 4 illustre schématiquement le système de coda- ge. Le système 10 de la figure 1 comprend une sonde 12 de fibroscope contenant un faisceau 14 de fibres optiques souples transporteuses d'images, un guide delumière 16 en fibres opti- ques couplé avec une source de lumière 17 pour éclairer les ob- jets à observer à l'aide du système 10 et des lentilles d'objec- tif 18 pour présenter des images des objets à la face réceptri- ce 20 du faisceau 14. Un fourreau souple 22 protège des compo- sants ci-dessus. Jusqu'à ce point de la description, la sonde 12 est d'un type classique (à l'exception du faisceau 14) et elle peut ren- fermer divers canaux additionnels à des fins de biopsie ou d'as- piration et/ou des mécanismes de focalisation d'objectif avec ou sans articulations distales. Pour plus de détail à ce sujet, on peut se réferer aux brevets des Etats-Unis no 3 091 235 et 3 913 568 qui donnent des exemples de forme particulière de sondesà fibroscope auxquelles la présente invention est appli- cables sans y être limitée d'aucune façon. Selon la présente invention, le faisceau 14 transporteur d'images est formé de fibres optiques 24 disposées au hasard et juxtaposées étroitement au niveau de leursfacesopposéesrécep- trice et émettrice d'images, respectivement 20 et 26. Ainsi, comme indiqué plus haut, le faisceau 14 est du type "incohérent", et les images qu'il transporte sont émises à la face 26 sous une forme brouillée c'est- à-dire non identifiable, un tel faisceau n'étant pas habituellement utilisable dans un systè- me de fibroscope. Du fait que les images reçues sur la face 26 sont brouil- lées et habituellement non identifiables, il est prévu des moyens pour décoder la répartition aléatoire des fibres 24 de manière à rendre le faisceau incohérent 14 utilisable comme transmetteur d'images dans le système 10. A cette fin, la face émettrice d'images 26 du faisceau 14 est couplée directement ou optiquement avec un collecteur électronique 28 tel qu'un tube analyseur d'image classique du type vidicon ou un dispo- sitif à transfert de charge (CCD) à partir duquel des signaux électriques correspondant à la lumière et à l'ombre de l'ima- ge brouillée reçue sont dirigés vers un dispositif de traite- ment d'images 30. Le dispositif de traitement d'images 30 com- prend un décodeur 32 à micro-ordinateur et un affichage vidéo 34. Le décodeur 32 ayant en mémoire la configuration d'entrée des fibres à la face 20 du faisceau 14, il lui est possible, à réception des signaux correspondants à la configuration de l'image brouillée reçue du collecteur 28, de décoder l'image brouillée et de la reconstituer sous forme d'un signal qui est envoyé à l'affichage vidéo 34 pour visionnement sur un tube à rayonscathodiques(CRT) 36. Le faisceau non cohérent 14, bien que constitué de fibres 24 disposées de manière aléatoire, a une configuration fixe qui, une fois décodé-par le décodeur 32, permet l'affichage d'images cohérentes identifiables sur le tube à rayons cathodi- ques36 en utilisant le système 10. A la figure 1, le collecteur 28 est représenté comme étant couplé optiquement à la face 26 du faisceau 14 au moyen d'une lentille formatrice d'images classique 38 ne nécessitant pas de description plus détaillée. En variante, le couplage opti- que direct du collecteur 28 peut être effectué comme le montre la figure 2, c'est-à-dire au moyen d'un évasement des fibres optiques 40. Les évasements convenables sont décrits dans les brevets des Etats-Unis n 2 992 516 et 2 992 587. Le Vidicon 42 reliant au faisceau 14 peut être réalisé de manière simi- laire avec uneffilement44 comme le montre la figure 3. Si l'on se réfère plus particulièrement à la ques- tion de la mise en mémoire dans le décodeur 32 de la configu- ration d'entrée des fibres, on peut employer le système il- lustré à la figure 4 qui par exemple ne fonctionne qu'une fois par chaque faisceau 14 devant être utilisé. Comme indiqué précédemment, quelle que soit la distribution au hasard exis- tente des fibres pour un faisceau particulier 14, cette dis- tribution est permanente dans le faisceau une fois fabrique, c'est-à-dire avant son utilisation dans le système de fibros- cope. Comme le montre-la figure 4, le faisceau 14 est couplé au décodeur 32 d'un dispositif de traitement d'images 30 par l'intermédiaire du collecteur 28 et de l'effilement 40a. La lentille 38 de la figure 1 peut être utilisée au lieu de l'ef- filement 40a. Le fait de placer la face réceptrice d'images dans l'alignement du tube analyseur d'images à balayage électronique 46 et de la lentille de transmission 48, d'explo- rer par une tache unique"objet" la face 20 et d'enregistrer la configuration de sortie de la tache résultante sur la face 26 dans la "mémoire" du décodeur 32 donne au décodeur la capa- cité de rétablir l'image brouillée provenant de la répartition aléatoire des fibres dans le faisceau 14. On doit comprendre que le stockage ci-dessus dans la mé- moire de l'image d'entrée brouillée peut également être accom- plie en explorant mécaniquement la face 20 du faisceau 14 avec une tache lumineuse. On ne donnera pas ici les détails du cir- cuit électronique et/ou de la structure du dispositif de trai- tement d'images 30 qui appartiennent à une technologie actuel- lement disponible et qui ne constituent pas en eux-mêmes une partie de la présente invention. Un équipement convenable est disponible dans le commerce auprès de Xycon de Saline, Michi- gan Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée et que diverses modifications et adaptations peuvent lui être appor- tées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Système de fibroscope comprenant une sonde allongée en fibres optiques (12) ayant une extrémité distale (20) ré- ceptrice d'images et une extrémité proximale (26) émettrice d'images, caractérisé en ce qu'il comprend - - ladite sonde (12) formée d'un faisceau (141 transporteur d'images constitué de fibres (24) juxtaposées au hasard et s'étendant depuis l'extrémité distale (20) jusqu'à l'extrémi- té proximale (26) de ladite scnde (12), les extrémités opposées desdites fibres (24) ayant respectivement une distribution fi- xe due à la répartition aléatoire des fibres, ces extrémités donnant aux faces réceptrice (20) et émettrice (26 dudit fais- ceau (14) des configurationsgéométriques différentes; - des moyens de production d'images optiques recon- naissables d'objets devant être transportéespar ledit système (10) depuis ladite face réceptrice d'images (20) du faisceau en vue de leur transmission lelong dudit faisceau et de leur emis- sion de manière brouillée sur la face émettrice (26) ayant une configuration différente; et - des moyens récepteurs (28) (30) pour la réception et le décodage électro-optique desdites images brouillées en vue de leur affichage de manière reconnaissable. 2- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens récepteurs (28) (30) comprennent un coupleur électro-optique (28) adapté à recevoir les images brouillées depuis ladite extrémité émettrice (26) dudit faisceau (24' de fibres, ledit coupleur (28) produisant des signaux électri- que modulés selon la brouillage desdits images. 3- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit coupleur (28) est un dispositif à transfert de char- ge. 4- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit coupleur (28) est formé d'un vidicon. - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens récepteurs (28, (30) comprennent un déco- deur de signaux (32) adapté à recevoir et à décoder lesdits signaux provenant dudit coupleur (28)et un affichage videéo élec- tronique (36) adapté à recevoir les signaux non brouillés pro- venant du décodeur (32). 6- Svstème selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de codage qui ne sont utilisés qul'- une fois pour coder les différences fixes de configu=at entre les extrémités opposées des fib-res j-uxtaosées du f7i- ceau transporteur d'images (14). 7- Système selon la revendication 6, caractarisé en ce que lesdits moyens de codage (461 sont formés d'un +tue.-a lyseur d'images à balayage électronique. 8- Système selon la revendication 7, caractarisé,n Ce que ledit tube analyseur d'images est un tube a r s-- ques. 9- Système selon la revendication 7, caractris.é.en ce qu' il comnprend un couplage optique dudit tube ana14yseur -- - ges à la face (20) réceptrice d'images du -faisceau '(14'% de fibres. - Système selon la revendication 9, caractérisé en óe que ledit couplage optilque mission d' images.