Brevet FR2680419A1 — publié le 19930219

i ENDOSCOPES La présente invention concerne des endoscopes et, en particulier, mais non exclusivement, des endoscopes destinés à être utilisés pour l'inspection du moteur et de la carrosserie d'un véhicule. Les endoscopes ont été utilisés pendant de nombreuses années pour l'inspection d'objets inaccessibles, particulièrement lorsque l'unique accès pour réaliser une inspection se fait à travers un alésage étroit Plus récemment, les endoscopes ont été adaptés pour être utilisés comme dispositifs d'inspection de véhicules automobiles, par exemple pour l'inspection interne ou externe de moteurs d'automobile Ces endoscopes comportent, de façon typique, à la fois un système optique et un faisceau d'illumination en fibres optiques à l'intérieur d'une sonde à objectif tubulaire étroit La sonde est de façon typique reliée à un élément présentant un connecteur de guide de lumière permettant de fournir, au faisceau de fibres optiques, de la lumière provenant d'une source lumineuse par l'intermédiaire d'un guide de lumière approprié Un système oculaire comportant un élément d'oculaire proprement dit est également relié à l'élément. Dans des endoscopes de ce type, l'élément d'oculaire est monté à l'extrémité d'un tube d'observation qui est coudé selon un angle déterminé par rapport à la sonde ou qui est monté en pivotant par rapport à la sonde au moyen d'un dispositif de liaison à pivot entre le système oculaire et l'élément. La présente invention a pour objet un endoscope comportant une sonde objectif reliée à un élément, un système oculaire monté pivotant sur l'élément de façon à pouvoir être entraîné en pivotement autour d'un axe de pivotement S 'étendant transversalement par rapport à la sonde objectif, et un faisceau de fibres optiques connectées à une source lumineuse et se prolongeant à travers la sonde afin d'éclairer un objet présenté à la sonde, le système oculaire comportant un bottier relié en pivotement à l'élément et coopérant avec l'élément pour délimiter un canal à travers lequel s'étend une partie flexible du faisceau de fibres optiques à partir du système oculaire dans l'élément, de sorte que le mouvement pivotant du système oculaire s'adapte par flexion du faisceau de fibres optiques à l'intérieur du canal, l'endoscope comportant un élément tubulaire de pivotement, relié à l'un ou à l'autre de l'élément ou du bottier et définissant l'axe de pivotement, l'endoscope comportant en outre un système optique constitué d'une série de lentilles et de miroirs pour transférer une image de l'objet par l'intermédiaire de la sonde jusqu'à un élément d'oculaire d'un système oculaire et définissant un axe optique s'étendant à travers l'élément tubulaire de pivotement coaxialement avec l'axe de pivotement, et dans lequel le canal comporte un espace annulaire externe par rapport à l'élément de pivotement. Ceci procure un agencement plus compact et approprié et évite que le guide de lumière n'émerge de l'élément selon un angle qui dépend de l'orientation de la sonde. Ceci a rendu, jusqu'à présent, la manipulation des endoscopes connus très gênante. De façon appropriée, l'élément tubulaire de pivotement est solidarisé à l'élément et monté sur palier dans le bottier. De préférence, le système oculaire comprend un tube d'observation s'étendant entre le boîtier et l'élément d'oculaire, de sorte que ce dernier est disposé à l'écart du boîtier, la source lumineuse étant montée sur le tube d'observation. Un avantage de cet agencement réside dans le fait que l'endoscope est alors autonome et ne nécessite pas d'être relié à un guide de lumière et à une source lumineuse séparés Ceci rend l'utilisation de l'endoscope selon l'invention beaucoup plus simple qu'avec des endoscopes connus. De préférence, le faisceau de fibres optiques s'étend à travers un câble de guide de lumière s'étendant entre la source lumineuse et le boîtier. Etant donné que la source lumineuse et le boîtier restent dans des positions fixes l'un par rapport à l'autre, il n'est pas nécessaire de plier le câble de guide de lumière pendant le réglage de la position de l'endoscope. De préférence, la sonde est connectée, de façon amobile, à un connecteur de sonde sur l'élément, et le faisceau de fibres optiques comporte une première partie s'étendant en continu et d'un seul tenant entre le connecteur de sonde et la source lumineuse. Un avantage de cet agencement est qu'il évite la nécessité d'un connecteur supplémentaire, que l'on trouve dans les endoscopes connus et qui est destiné, en fonctionnement, à connecter le câble de guide de lumière à l'élément auquel la sonde est reliée Etant donné que chaque connexion entre des parties de faisceaux de fibres optiques se traduit par des pertes de lumière significatives, l'endoscope de la présente invention est, en conséquence, plus efficace en ce qui concerne la lumière transmise de la source lumineuse à la sonde. De façon appropriée, la source lumineuse comporte un boîtier délimitant un alésage cylindrique destiné à recevoir le tube d'observation. De préférence, l'élément d'oculaire peut être démonté du tube d'observation afin de faciliter l'assemblage et le démontage du tube d'observation et de la source lumineuse. De façon appropriée, la sonde est reliée de f açon amovible à l'élément par des moyens d'accouplement facilitant une rotation relative entre la sonde et l'élément, la sonde étant pourvue d'une gaine amovible présentant un miroir latéral d'observation, cette gaine étant susceptible d'être reliée à la sonde de sorte que cette dernière et la gaine sont clavetées ensemble de façon à pivoter à l'unisson par rapport à l'élément. Selon un autre aspect de la présente invention, on décrit un endoscope comportant une sonde objectif reliée à un élément, un système oculaire relié à cet élément, et un faisceau de fibres optiques connecté à une source lumineuse et s'étendant à travers la sonde de façon à éclairer un objet présenté à la sonde, le système oculaire comportant un tube d'observation relié à un élément d'oculaire, la source lumineuse comportant un boîtier définissant un alésage cylindrique destiné à recevoir le tube d'observation, tandis que la source lumineuse est montée sur le tube d'observation. Dans ce cas, l'endoscope peut être d'un type comportant un tube d'observation qui est coudé selon un angle fixe par rapport à la sonde ou peut être du type dans lequel le tube d'observation est monté à pivotement par rapport à la sonde. Des formes de réalisation spécifiques de l'invention seront maintenant décrites uniquement à titre d'exemples et en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un endoscope selon la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective d'une partie de l'endoscope de la figure 1, dans lequel la sonde peut pivoter par rapport au système oculaire; La figure 3 est une vue en perspective d'une variante de sonde destinée à être utilisée avec l'endoscope des figure 1 et 2 et d'une gaine d'observation latérales destinée à être utilisée avec la variante de sonde; La figure 4 est une vue en coupe en élévation du système oculaire de l'endoscope des figures 1 et 2; La figure 5 est une vue en élévation, partiellement en coupe, de la source lumineuse de l'endoscope des figures 1, 2 et 4; et La figure 6 est une vue agrandie d'un détail de la gaine et de la sonde de la figure 3 représenté en élévation partiellement en coupe. Sur la figure 1, un endoscope 1 comporte une sonde objectif 2 présentant une partie d'extrémité distale 3 qui, en utilisation, est insérée dans une zone inaccessible devant être observée. La sonde 2 possède une fenêtre d'extrémité avant d'observation 4 au niveau de la partie d'extrémité distale 3 à travers laquelle un objet doit être examiné La sonde 2 présente une partie d'extrémité proximale 5 pourvue d'un connecteur mâle 6 qui est inséré à l'intérieur d'un connecteur femelle 7 d'un élément 8. L'élément 8 est en forme de coude et comprend une partie 9 s'étendant longitudinalement, qui est disposée parallèlement à la sonde 2 et une partie 10 s'étendant transversalement, qui est disposée à 90 par rapport à la partie s'étendant longitudinalement. L'élément 8 est relié à pivotement à un boîtier 11 d'un système oculaire 12 Le bottier 11 est coudé de manière similaire, de façon à présenter une partie 13 s'étendant transversalement et une partie 14 s'étendant longitudinalement Les parties 10 et 13, s'étendant transversalement, de la sonde 2 et du bottier 11, respectivement, viennent au contact d'une interface 15 et sont montées à pivotement de façon à pouvoir être entratnées en rotation relativement autour d'un axe de pivotement 16 s'étendant transversalement. Le système oculaire 12 comprend un élément d'oculaire 17 qui est relié à la partie 14, s'étendant longitudinalement, du boîtier Il par un tube d'observation 18. Une source lumineuse 19 est montée sur le tube d'observation 18 Un guide de lumière 20 se prolonge à partir de la partie 13 s'étendant transversalement du boîtier 11 et est connecté à la source lumineuse 19 au moyen d'un connecteur 21 guidant la lumière. La source lumineuse 19 comprend un dispositif de contrôle à obturateur 22 qui permet de régler manuellement l'amplitude de lumière et est mise sous tension par l'intermédiaire de fils d'alimentation 23 pourvus de pinces 27 appropriées pour être connectées à une batterie d'automobile La source lumineuse 19 est refroidie à l'air et comporte des orifices d'entrée d'air 24 et des orifices de sortie d'air 25, à travers lesquels on fait passer un refroidissement d'air forcé au moyen d'un ventilateur interne 26, comme représenté sur la figure 5. L'action de pivotement de l'endoscope 11 est illustrée sur la figure 2, dans laquelle la sonde 2 a été tournée de 90 par rapport à la position représentée sur la figure 1. La sonde 2 des figures 1 et 2 est couplée, de façon amovible, à l'élément 8 et peut être remplacée par d'autres sondes de dimensions et d'angles de vue différents La sonde 2 est couplée à l'élément 8 d'une manière qui permet une rotation relative de l'élément autour de l'axe longitudinal de la sonde un anneau molleté de préhension 70 est prévu à l'extrémité proximale afin de permettre de saisir manuellement la sonde pendant le montage et le démontage sur l'élément 8 Sur les figures 3 et 6 est représentée une variante de sonde qui est plus courte que la sonde 2 de la figure 1 et qui présente une gaine latérale d'observation 31 pourvue d'une fenêtre latérale d'observation 31 pourvue d'une fenêtre latérale d'observation 32 La variante de sonde 30 est décrite en utilisant des références numériques correspondant à celles des figures 1 et 2, si cela est approprié pour des éléments correspondants En particulier, la structure du connecteur mâle 6 peut être décrite comme comportant une portion d'extrémité cylindrique 71 qui est susceptible d'être insérée dans le connecteur femelle 7 et qui est pourvue d'un joint torique d'étanchéité 72. La sonde 30 est munie d'une gaine amovible 31 qui, lorsqu'elle est montée sur la sonde, facilite l'observation latérale au moyen d'un miroir 73 La gaine comprend un connecteur 74, à montage par poussée, que l'on peut engager dans un logement de l'anneau de préhension 70 et qui est claveté à la sonde 30 au moyen d'une clavette se prolongeant à partir de l'anneau de préhension dans un alésage 77 ménagé dans le connecteur 74 Un autre anneau torique 78 est prévu sur le connecteur 74. Une gorge 79 est prévue sur l'anneau de préhension 70 afin d'indiquer la position en rotation de la fenêtre 32. La structure interne de l'élément 8 et du bottier 11 est représentée sur la figure 4 sur laquelle la sonde objectif 2 n'est pas représentée. La partie 10, S 'étendant transversalement, de l'élément 8 est, en règle générale, tubulaire et présente un élément de pivotement tubulaire 34, disposé au centre, ayant un axe cylindrique qui constitue l'axe de pivotement 16 destiné au mouvement de pivotement L'élément de pivotement 34 est disposé sur un bras 35, s'étendant transversalement, d'un élément tubulaire coudé 36, qui comprend également un bras 38 s'étendant longitudinalement Le bras 38, s'étendant longitudinalement, se termine sur une face 39 à l'intérieur du connecteur femelle 7 et qui coopère avec le connecteur mâle 6 de la sonde 2 lorsque la connexion est réalisée lors du montage de la sonde 2. L'élément de pivotement 34 est monté à pivotement dans le bottier 11 à l'intérieur d'un évidement cylindrique 40 et est maintenu en place, à l'encontre d'un mouvement axial, par des clavettes de verrouillage 41 et 42 Un joint torique 43 est disposé dans l'évidement 40 de façon à venir au contact à la fois du bottier Il et de l'élément de pivotement 34, de façon à procurer ainsi un degré de frottement pendant le mouvement de rotation. L'endoscope 1 comprend un système optique 44, qui est représenté partiellement sur la figure 4 sous la forme d'une série de lentilles 45 à l'intérieur du tube d'observation 18, le système optique ayant un axe optique 46 se prolongeant longitudinalement dans le tube d'observation 18 L'axe optique 46 est plié de façon à s'étendre transversalement dans l'élément 8 et le bottier Il au moyen d'un miroir optique dans le bottier 11 et d'un miroir optique 37 dans l'élément 8 L'axe optique 46 coïncide avec l'axe de pivotement 16 pendant ce trajet transversale entre les miroirs 37 et 47. L'élément 8 et le bottier Il coopèrent pour définir une chambre annulaire 50 qui est à l'extérieur de l'élément de pivotement 34 et qui s'étend à la fois dans l'élément et le boîtier Une autre chambre annulaire 51 est définie à l'intérieur de l'élément 8 à l'extérieur du bras 38 s'étendant longitudinalement, et communique avec la première chambre annulaire 50 Le guide de lumière 20 est couplé au bottier 11 au moyen d'une douille 52 communiquant avec la chambre annulaire 50, et renferme un faisceau de fibres optique 53, qui s'étend dans la chambre annulaire 50 et dans l'autre chambre annulaire 51 de façon à se terminer dans une partie de surface annulaire 54 de la face 39 Un joint torique 55 est prévu dans le connecteur femelle 7 en un emplacement intermédiaire entre la partie de surface annulaire 54 et l'axe optique, et se prolonge légèrement à partir de la surface 39 afin de venir en contact avec le connecteur mâle 6. Le connecteur femelle 7 est en outre pourvu d'une gorge annulaire 49 dans laquelle vient se positionner le joint torique 72 lorsque le connecteur mâle 6 est inséré, le joint torique 72 étant visible sur le connecteur mâle 6 de la variante de sonde 30 sur les figures 3 et 6. La chambre annulaire 50 est dimensionnée de telle sorte que le faisceau de fibres optique 53 est monté avec un certain jeu à l'intérieur de la chambre et il est prévu, pour le faisceau de fibres optiques, un débattement suffisant à l'intérieur de la chambre, de façon que la rotation se fasse selon un mouvement prédéterminé d'arc de 220 degrés de l'élément 8 par rapport au bottier 11. L'élément 8 et le boîtier 11 sont pourvus de butées respectives (non représentées) au niveau de l'interface et agencées pour limiter le degré du mouvement de rotation à l'arc prédéterminé. La source lumineuse 19 est représentée avec plus de détail sur la figure 5 et comprend un bottier 60 qui délimite un alésage cylindrique 61 destiné à recevoir le tube d'observation 18, lorsque la source lumineuse est assemblée au système oculaire 12 en service La source lumineuse 19 comprend une lampe 62, qui est refroidie par le ventilateur électrique 26 et mise en fonctionnement au moyen d'un interrupteur marche/arrêt. L'élément d'oculaire 17 est susceptible d'être démonté du tube d'observation 18 au moyen d'un manchon taraudé 48 de façon à permettre le montage et le démontage du tube d'observation et de la source lumineuse. Une bride 29 est fixée, de manière adhésive, au tube d'observation 18, de sorte que la source lumineuse est disposée axialement entre la bride et l'élément d'oculaire 17 La bride 29 comporte une saillie axiale 64 coopérant avec une fente 28 dans le bottier 60, afin d'éviter la rotation de la source lumineuse autour du tube d'observation. En service, la sonde 2 est relié à l'élément 8, comme représenté sur la figure 1, et la fenêtre d'extrémité 4 de la sonde est disposée en face d'un objet devant être observé La source lumineuse 19 est entralnée en rotation en utilisant l'interrupteur 63 et la lumière provenant de la lampe 62 est dirigée dans le faisceau de fibres optiques 53 à l'intérieur du guide de lumière 20. La lumière est transférée par les fibres continues et ininterrompues du faisceau 53 jusqu'à la face 39 sur laquelle la lumière est reçue, puis couplée dans un faisceau correspondant de fibres optiques (non représenté) s'étendant longitudinalement dans la sonde 2 La lumière émerge de la partie d'extrémité distale 3 pour éclairer l'objet. L'objet éclairé est observé au niveau de l'élément d'oculaire 17, une image de l'objet étant transférée par le système optique de l'endoscope 1 au moyen d'un relais optique (non représenté) de la sonde 2 par les miroirs 37 et 47 et les lentilles 45 du tube d'observation 18 Au niveau de la face 39, le joint torique 55 sert à éviter que de la lumière parasite n'entre dans le système optique à partir des faisceaux de fibres optiques connectrices dans lesquelles, de façon inévitable, un peu de lumière parasite sera émise Le joint torique 43 sert également à éviter que la lumière parasite provenant du faisceau 53 entre dans le système optique 44 à l'intérieur du bottier 11. L'angle entre la sonde 2 et le tube d'observation 18 est réglé pour la commodité de l'opérateur par un mouvement pivotant autour de l'axe de pivotement 16 Le joint torique 43 fournit, dans une mesure limitée, une résistance à ce mouvement qui tend à maintenir la sonde 2 selon une orientation choisie après réglage. Lorsque l'on utilise la variante de sonde 30 munie de sa gaine 31 pour réaliser une observation latérale, on fait tourner l'anneau de préhension 70 pour amener la fenêtre 32 à la position d'observation exigée, en utilisant la gorge 79 comme indicateur. L'anneau de préhension 70 permet d'assembler ou de démonter les sondes 2, 30 de l'élément 8 en utilisant une seule main. L'élément de pivotement 34 peut, dans une variante d'agencement, être fixé au bottier 11 et monté pivotant dans l'élément 8. La source lumineuse 19 peut être utilisée dans des endoscopes dans lesquels il n'existe pas de liaison de pivotement entre l'élément et le système oculaire tel que, par exemple, si le système oculaire comporte un tube d'observation s'étendant selon un angle coudé fixe par rapport à la sonde. La sonde 2 peut, en variante, comporter une partie flexible incorporant un système optique à fibres optiques. Une telle sonde peut comporter un dispositif à bascule qui peut être manipulé à distance afin de modifier, à distance, l'angle d'observation. il REVENDICATIONS 1 Endoscope comportant une sonde objectif ( 2) reliée à un élément ( 8), un système oculaire ( 12) relié à pivotement à l'élément de façon à pouvoir être déplacer à pivotement autour d'un axe de pivotement ( 16) s'étendant transversalement par rapport à la sonde objectif, et un faisceau de fibres optiques 53 connecté à une source lumineuse ( 19) et s'étendant à travers la sonde afin d'éclairer un objet présenté à la sonde, le système oculaire comportant un bottier ( 11) relié à pivotement à l'élément et coopérant avec l'élément pour définir un canal ( 50) à travers lequel une partie flexible du faisceau de fibres optiques s'étend à partir du système oculaire dans l'élément, de sorte que le mouvement de pivotement du système oculaire s'adapte par flexion du faisceau de fibres optiques à l'intérieur du canal, l'endoscope comportant un élément de pivotement tubulaire ( 34) fixé à l'un ou l'autre de l'élément et du bottier et constituant l'axe de pivotement, l'endoscope comportant en outre un système optique ( 44) constitué d'une série de lentilles ( 45) et de miroirs ( 37, 47) destinés à transférer une image de l'objet à travers la sonde jusqu'à un élément d'oculaire ( 17) du système oculaire et définissant un axe optique s'étendant à travers l'élément de pivotement tubulaire coaxialement à l'axe de pivotement, endoscope dans lequel le canal comporte un espace annulaire ( 50) à l'extérieur de l'élément de pivotement. 2 Endoscope selon la revendication 1, dans lequel l'élément de pivotement tubulaire est solidarisé à l'élément et est monté à pivotement dans le bottier. 3 Endoscope selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le système oculaire comporte un tube d'observation ( 18) s'étendant entre le bottier et l'élément d'oculaire, de sorte que ce dernier est disposé à l'écart du bottier, et dans lequel la source lumineuse est montée sur le tube d'observation. 4 Endoscope selon la revendication 3, dans lequel le faisceau de fibres optiques s'étend à travers un câble ( 20) de guide de lumière s'étendant entre la source lumineuse et le boîtier. Endoscope selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel la sonde est connectée, de façon amovible, à un connecteur de sonde de l'élément et dans lequel le faisceau de fibres optiques comporte une première partie s'étendant en continu et d'un seul tenant entre le connecteur de sonde et la source lumineuse. 6 Endoscope selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la source lumineuse comporte un boîtier ( 60) définissant un alésage cylindrique ( 61) destiné à recevoir le tube d'observation. 7 Endoscope selon la revendication 6, dans lequel l'élément d'oculaire peut être prélevé du tube d'observation afin de faciliter l'assemblage et le démontage du tube d'observation et de la source lumineuse. 8 Endoscope selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sonde est reliée, de façon amovible, à l'élément par des moyens d'accouplement ( 6, 7) facilitant une rotation relative entre la sonde et l'élément et dans lequel la sonde est pourvue d'une gaine amovible ( 31) présentant un miroir d'observation latérale ( 73), la gaine pouvant être reliée à la sonde de façon que la gaine et la sonde soient clavetées l'une à l'autre pour pivoter à l'unisson par rapport à l'élément. 9 Endoscope comprenant une sonde objectif ( 2) reliée à un élément ( 8), un système oculaire ( 12) relié à l'élément et un faisceau de fibres optiques ( 53) connecté à une source lumineuse ( 19) et s'étendant à travers la sonde afin d'éclairer un objet présenté à la sonde, le système oculaire comportant un tube d'observation ( 18) relié à un élément d'oculaire, et dans lequel la source lumineuse comporte un bottier ( 60) définissant un alésage cylindrique ( 61) destiné à recevoir le tube d'observation, la source lumineuse étant montée sur le tube d'observation. Endoscope selon la revendication 9, dans lequel le système oculaire est relié à pivotement à l'élément.