Brevet FR2727214A1 — publié le 19960524

Dispositif de stéréomicroscope à objectif commun et de chemins de rayons d'observation stéréoscopique utilisé dans le domaine de la microchirurgie en ophtalmologie . La présente invention concerne un dispositif de stéréomicroscope. Il est connu d'utiliser en microchirurgie des stéréomicroscopes qui comportent à côté d'un tube d'observateur principal, avec une première paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique, également un tube d'observateur assistant avec une seconde paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique, c'est-à-dire un microscope d'observateur assistant couplé de manière optomécanique au microscope de l'observateur principal. Pour l'éclairage, ces dispositifs comprennent usuellement une unité d'éclairage dimensionnée de manière optimale seulement pour l'un des deux observateurs, c'est-à-dire une paire de chemins de rayons d'observation. De préférence, l'éclairage est optimum pour les chemins des rayons d'observation stéréoscopique de l'observateur principal, c'està-dire pour le microscope de l'observateur principal. Il est important d'avoir une configuration d'éclairage optimale notamment dans le domaine de la chirurgie ophtalmologique, lorsque pour les opérations de la cataracte, il faut une réflexion "rouge" aussi bonne que possible, pour avoir un contraste riche visualisant les restes de cristallin. Pour un stéréomicroscope sans microscope d'observateur assistant, il est alors avantageux d'utiliser une installation d'éclairage telle que celle décrite par exemple dans le document DE 40 28 605 de la demanderesse. Ce document décrit deux éléments de renvoi prévus dans le chemin des rayons d'éclairage qui deviennent la lumière suivant différents angles par rapport à l'axe optique de l'objectif principal dans le plan-objet. Or, il est souhaitable de disposer également des avantages d'une installation d'éclairage optimale pour l'observateur principal, comme cela est connu par exemple selon le document DE 40 28 605 dans un tel dispositif de stéréomicroscope, également pour un observateur assistant. Même pour une configuration d'éclairage non optimale, il faut garantir au moins un éclairage satisfaisant pour l'observateur assistant ou l'observateur principal. Ce problème est résolu par un dispositif de stéréomicroscope caractérisé en ce qu'il comprend un objectif commun ainsi qu'au moins une première paire et une seconde paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique et une unité d'éclairage avec au moins un élément de renvoi pour dévier la lumière d'éclairage en direction du planobjet, l'unité d'éclairage se montant dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique. Ainsi il est prévu une unité d'éclairage qui se monte par rapport à l'axe optique de l'objectif utilisé en commun dans au moins deux positions différentes. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le microscope est caractérisé en ce que l'unité d'éclairage comprend au moins un élément de renvoi par lequel la lumière d'éclairage est déviée en direction du plan-objet et l'unité d'éclairage peut se monter dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - l'unité d'éclairage peut tourner en continu autour de l'axe optique de l'objectif, - l'unité d'éclairage comprend deux éléments de renvoi qui dévient la lumière suivant différents angles par rapport à l'axe optique de l'objectif en direction du planobjet, - les éléments de renvoi font un angle de 20 et de 60 par rapport à l'axe optique de l'objectif, - une première paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique comme chemins de rayons pour l'observateur principal dans un microscope d'observateur principal et une seconde paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique comme chemins de rayons d'observateur assistant sont réalisés dans un microscope d'observateur assistant, - le microscope de l'observateur principal et celui de l'observateur assistant sont montés rotatifs l'un par rapport à l'autre autour de l'axe optique de l'objectif, - la disposition des éléments de renvoi est choisie pour la projection des éléments de renvoi produise dans le plan de l'objectif une coupure aussi réduite que possible des pupilles d'observation traversant l'objectif, - l'objectif ainsi que l'unité d'éclairage sont montés ou peuvent être tournés dans au moins deux positions différentes au moins de l'axe optique, - pour le second tube binoculaire du microscope d'assistant, on a prévu deux positions enfichées suivant un angle droit respectif par rapport au premier tube binoculaire de l'observateur principal, - l'unité d'éclairage comprend en outre un guide de lumière à fibres optiques et entre sa surface de sortie et au moins un élément de renvoi, on a une optique image pour dimensionner le faisceau, - l'unité d'éclairage comprend en outre un guide de lumière à fibres optiques ainsi qu'une optique image prévue devant la surface de sortie du guide de lumière et tous les éléments de l'unité d'éclairage sont prévus dans un boîtier commun. Le dispositif selon l'invention et notamment son unité d'éclairage garantissent que l'observateur principal mais également l'observateur assistant puissent disposer au choix de la configuration optimale d'éclairage. Cela se fait par un simple montage ou aussi par un pivotement de l'unité d'éclairage dans la position souhaitée. Ainsi, pendant une intervention, l'opérateur principal peut également mettre provisoirement à disposition d'un assistant, l'unité d'éclairage optimisée pour lui. Suivant la position relative de l'unité d'éclairage par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique, celui-ci dispose alors de l'effet optimum d'image de l'observateur principal et inversement. Pour cela, il n'est pas nécessaire que l'observateur principal ou l'observateur assistant change de position de travail, ce qui est important notamment en cours d'intervention. De plus, le dimensionnement approprié des éléments de renvoi utilisés, par rapport aux pupilles d'observation dans l'unité d'éclairage, garantit que les chemins des rayons d'observation ne soient que légèrement coupés par les éléments de renvoi et que l'observateur respectif dispose d'une image satisfaisante même pour une configuration non optimale de l'éclairage, c'est-à-dire que dans le cas de la chirurgie ophtalmologique, il dispose d'une réflexion "rouge" riche en contraste. La structure modulaire du dispositif selon l'invention permet en outre une série de variantes quant à la disposition relative des différents modules comme le microscope de l'observateur principal et celui de l'observateur assistant, de l'unité d'éclairage ou autres. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de dispositifs de stéréomicroscope représentés dans les dessins annexés dans lesquels - les figures la et lb montrent chacune une vue de dessus de l'objectif traversé en commun par les chemi'ns des rayons d'observation, des parties de l'unité d'éclairage occupant différentes positions relatives, - les figures 2a et 2b montrent un autre mode de réalisation de l'unité d'éclairage avec des éléments de renvoi disposés différemment qu'aux figures la et lb dans différentes positions relatives, - les figures 3a et 3b montrent chacune une vue de côté de différentes formes de réalisation de dispositifs de stéréomicroscope selon l'invention. Un premier exemple de réalisation d'un dispositif de stéréomicroscope selon l'invention est représenté aux figures la et lb. Les deux figures présentent chaque fois une vue de dessus de l'objectif 1 traversé en commun par tous les chemins des rayons d'observation Ia, Ib, IIa, IIb ainsi que de ses parties de l'unité d'éclairage 2. Dans les deux vues, l'unité d'éclairage 2 est représentée dans deux positions relatives, différentes, par rapport à l'axe optique 3 de l'objectif 1, c'est-à-dire par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures la et lb, l'objectif 1 utilisé en commun est traversé par 'dieux paires de chemins de rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb. Les pupilles de passage les plus grandes, représentées pour les chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, sont associées à l'observateur principal I alors que les pupilles de passage décalées de 900, correspondant aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique IIa, IIb sont attribuées à l'observateur as sistant II, par l'intermédiaire du microscope de l'observateur assistant. L'orientation de l'observateur principal et celle de l'observateur assistant est en outre indiquée par les deux flèches et les références I, II correspondantes ; la référence I représente l'orientation de l'observateur principal et la référence II l'orientation de l'observateur assistant. Les éléments de renvoi 4a, 4b appartenant à l'unité d'éclairage 2, au-dessus de l'objectif, apparaissent sous la forme de deux miroirs de renvoi déviant chaque fois une certaine fraction de la lumière d'éclairage incidente en direction du plan-objet. Pour la disposition des éléments de renvoi 4a, 4b dans le chemin des rayons d'éclairage, on se reportera ici de manière explicite au document DE 40 28 605 de la demanderesse. En variante, on peut également utiliser des prismes appropriés munis d'un revêtement sélectif vis-à-vis des longueurs d'onde, comme éléments de renvoi 4a, 4b dans l'installation d'éclairage 2 selon l'invention. L'unité d'éclairage 2 qui peut se monter au moins dans deux positions différentes par rapport à l'axe optique 3 de l'objectif 1 comprend à côté des éléments de renvoi 4a, 4b, avantageusement en outre un guide de lumière 5 à fibres optiques ainsi qu'une optique image 6 prévue devant la surface de sortie du guide de lumière. Une source lumineuse appropriée injecte de la lumière à l'entrée du guide de lumière à fibres optiques 5, ce qui n'est pas représenté aux figures la et lb. Tous les éléments de l'unité d'éclairage 2 de l'exemple de réalisation représenté, sont logés dans un boîtier commun. L'optique image 6, représentée schématiquement, dimensionne le faisceau de la lumière d'éclairage de la manière voulue avant que celui-ci ne soit dévié par les élé ments de renvoi 4a, 4b en direction du plan-objet. L'unité d'éclairage 5 selon l'invention englobe en outre des variantes de dispositifs pour l'optique image, pour le guide de lumière à fibres optiques, la source de lumière ou autre. La disposition relative des pupilles de passage des chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb de l'observateur principal et de l'observateur assistant ainsi que les éléments de renvoi 4a, 4b ou leur projection dans le plan-objet sont choisis ou dimensionnés pour que dans chacune des positions relatives possibles de l'unité d'éclairage 2, il y a une coupure aussi réduite que possible des chemins des rayons d'observation Ia, Ib, IIa, IIb prévus ou des pupilles de passage correspondantes. La figure la montre l'unité d'éclairage 2 placée directement en face de l'observateur principal I, ce qui correspond dans cette position, à la configuration optimale d'éclairage pour l'observateur principal I. Les deux éléments de renvoi 4a, 4b sont disposés avec des angles d'environ 20 et 60 par rapport à l'axe optique 3 selon cet exemple de réalisation ; en principe, on peut à tout moment avoir une variante d'angle relatif. Selon l'invention, il est prévu de disposer l'unité d'éclairage 2 ou les éléments de renvoi correspondants 4a, 4b dans au moins une autre position par rapport aux chemins des rayons d'observation Ia, Ib, IIa, IIb, mais toutefois dans au moins une variante de position, les éléments de renvoi 4a, 4b prennent toujours le même angle par rapport à l'axe optique 3. Cette position est représentée à la figure lb, lorsque l'observateur assistant II se trouve en regard de l'unité d'éclairage 2 et qu'ainsi l'observateur assistant II dispose de la configuration d'éclairage optimale avec les éléments de renvoi 4a, 4b dans les positions angulaires optimales.Dans ce cas également, la position de l'unité d'éclairage 2 selon la figure lb garantit une configuration d'éclairage acceptable et une qualité d'image résultante, correspondante pour l'observateur principal I. Les éléments de renvoi 4a, 4b sont dimensionnés géométriquement et par rapport aux chemins des rayons d'observation Ia, Ib, IIa, IIb pour que la coupure des chemins des rayons d'observation dans toutes les positions possibles de l'unité d'éclairage soit aussi réduite que possible. L'unité d'éclairage 2 peut être disposée selon l'invention soit dans uniquement deux positions discrètes différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb. I1 est également possible de disposer l'unité d'éclairage 2 par exemple de façon à pouvoir tourner en continu autour de l'axe optique 3 de l'objectif 1, permettant de disposer d'un grand nombre de positions intermédiaires. En outre, il n'est pas non plus nécessaire que les différentes positions possibles de l'unité d'éclairage soient réparties autour de l'axe optique de l'objectif suivant une symétrie de rotation ; cela signifie que l'unité d'éclairage peut être montée décalée même autour d'un axe qui ne correspond pas à l'axe optique de l'objectif. Au choix, en tournant l'unité d'éclairage 2, l'objectif 1 utilisé en commun peut conserver une position fixe ou encore être déplacé avec le mouvement de rotation de l'unité d'éclairage 2. De plus, il est avantageux que l'orientation relative des chemins des rayons d'observation de l'observateur principal et de l'assistant Ia, Ib, IIa, IIb soit variable de façon relative. Cela peut se faire par des microscopes de l'observateur principal et l'observateur assistant tournant autour d'un axe commun. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'éclairage 12 selon l'invention est représenté aux figures 2a et 2b. L'unité d'éclairage 12 prend de nouveau deux po sitions différentes par rapport à un axe déterminé. Contrairement au premier exemple de réalisation selon les figures la et lb, dans le cas présent, on a d'une part une autre disposition des éléments de renvoi 14a, 14b dans l'unité d'éclairage selon l'invention 12. Ainsi, l'un des deux éléments de renvoi 14a, 14b est prévu chaque fois sur le côté opposé des chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb. Cet autre exemple de réalisation doit indiquer que ce n'est pas la disposition particulière des éléments de renvoi 14a, 14b dans l'unité d'éclairage 12 qui est essentielle selon l'invention mais la mise à disposition optimale de la configuration d'éclairage optimale pour les chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb de l'observateur principal I et de l'observateur assistant II. La figure 2a montre également tout d'abord la position de l'unité d'éclairage I ou des éléments de renvoi 14a, 14b dans une position relative optimale pour l'observateur principal I. Là encore on a une coupe réduite ou vignetage réduit des pupilles d'observation par la projection des surfaces des éléments de renvoi dans le plan de l'ob- jectif. La figure 2b montre l'unité d'éclairage 12, tournée, décalée de 900 par rapport à la position de la figure la, pour fournir maintenant les conditions d'éclairage optimales à l'observateur assistant II. Bien que dans l'exemple de réalisation des figures la et lb et dans celui des figures 2a et 2b, il y ait une disposition décalée à 900 du microscope de l'observateur principal et de celui de l'observateur assistant, cela n'est pas essentiel pour l'invention. Dans l'exemple de réalisation des figures 2a et 2b, l'unité d'éclairage 12 ne peut pas se monter dans au moins deux positions relatives différentes à symétrie de rotation autour de l'axe optique de l'objectif 10, mais cette unité est montée à rotation autour d'un axe de symétrie décalé. Les quatre pupilles de passage des chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb ne sont pas non plus centrées par rapport à l'axe optique de l'objectif 10. Là encore l'essentiel est seulement que l'unité d'éclairage 12 puisse être disposée ou montée dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique Ia, Ib, IIa, IIb ou puisse être montée de la sorte.Il est ainsi possible de tourner autour de 1' axe de symétrie entouré par les quatre chemins des rayons d'observation prévus Ia, Ib, lIa, IIb. Les figures 3a, 3b montrent chaque fois des vues de côté de différents modes de réalisation du dispositif à stéréomicroscope selon 1' invention. A la figure 3a, au-dessus de l'objectif 30 traversé en commun par tous les chemins des rayons d'observation, on a monté un microscope d'observateur d'assistant 37, tournant autour de l'axe optique 33 de l'objectif 30. Au-dessus du microscope de l'observateur auxiliaire 37 se trouve également montée à rotation autour de l'axe 33, l'unité d'éclairage 32 selon l'invention, dans la position optimale pour l'observateur assistant. Il est avantageux ici que pour les positions optimales de l'unité d'éclairage 32, qui correspondent chaque fois à une disposition décalée de 1800 par rapport à l'observateur respectif, on dispose d'un mécanisme d'encliquetage permettant à l'observateur de déceler facilement ces positions. C'est ainsi que sans travail de réglage important, il peut trouver rapidement la position optimale de l'unité d'éclairage 32 par rapport à lui au cours d'une intervention. Au-dessus de l'unité d'éclairage 32 à guide de guide de lumière à fibres optiques 35, de l'optique d'image 36 et des éléments de renvoi non représentés, on a de nouveau le microscope de l'observateur principal 38 avec le système d'agrandissement pancratique, le tube binoculaire, comme cela est connu. En variante, selon l'exemple de réalisation de la figure 3b, il est possible d'échanger la disposition de l'unité d'éclairage 42 et du microscope de l'observateur assistant 47 le long de l'axe optique 43 et de prévoir alors au-dessus de l'objectif 40 utilisé en commun, directement l'unité d'éclairage 42 ; celle-ci se monte dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation. L'interface du microscope d'observateur assistant 47 montée à rotation est seulement prévue au-dessus de l'unité d'éclairage 42 qui se monte dans différentes positions. L'unité d'éclairage selon l'invention comprend également un guide de lumière à fibres optiques 35, une optique image 36 et les éléments de renvoi non représentés comme cela a été décrit précédemment. A côté de la possibilité d'une rotation continue du microscope de l'observateur auxiliaire, il est en outre possible de ne prévoir le montage du microscope de l'observateur assistant que dans des positions précises par rapport au microscope de l'observateur principal. Cela peut se faire par une liaison à connecteur correspondante pour le microscope de l'observateur assistant. De plus selon un autre mode de réalisation (notamment dans le microscope de l'observateur assistant), on peut prévoir une possibilité pour modifier de manière définie la base de la stéréoscopie. Cela peut se faire par exemple par une paire de plaques planes, de prismes ou moyens analogues disposés de manière mobile dans les chemins des rayons d'observation. Une telle disposition appropriée est décrite dans le document DE 44 07 590 de la demanderesse. Cela permet de toujours pouvoir régler une base stéréoscopique adaptée aux conditions respectives. REVENDICATIONS 1") Dispositif de stéréomicroscope caractérisé en ce qu'il comprend un objectif commun (1, 10, 30, 40) ainsi qu'au moins une première paire et une seconde paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique et une unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) avec au moins un élément de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) pour dévier la lumière d'éclairage en direction du plan-objet, l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) se montant dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation stéréoscopique. 2") Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) peut tourner en continu autour de l'axe optique (3, 33, 43) de l'objectif (1, 10, 30, 40). 3 ) Dispositif de microscope stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) comprend deux éléments de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) qui dévient la lumière suivant différents angles par rapport à l'axe optique (3) de l'objectif (1, 10, 30, 40) en direction du plan-objet. 40) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) font un angle de 20 et de 60 par rapport à l'axe optique (3, 33, 43) de l'objectif (1, 10, 30, 40). 5 ) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 1, caractérisé par une première paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique comme chemins de rayons pour l'observateur principal dans un microscope d'observateur principaL (38, 48) et une seconde paire de chemins de rayons d'observation stéréoscopique comme chemins de rayons d'observateur assistant dans un microscope d'observateur assistant (37, 47). 6 ) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 5, caractérisé en ce que le microscope de l'ob servateur principal (38, 48) et celui de l'observateur assistant (37, 47) sont montés rotatifs l'un par rapport à l'autre autour de l'axe optique (3, 33, 43) de l'objectif (1, 10, 30, 40). 7 ) Dispositif de microscope stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la disposition des éléments de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) est choisie pour la projection des éléments de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) produise dans le plan de l'objectif une coupure aussi réduite que possible des pupilles d'observation traversant l'objectif (1, 10, 30, 40). 80) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objectif (1, 10, 30, 40) ainsi que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) sont montés ou peuvent être tournés dans au moins deux positions différentes au moins de l'axe optique (3, 33, 43). 90) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour le second tube binoculaire du microscope d'assistant, on a prévu deux positions enfichées suivant un angle droit respectif par rapport au premier tube binoculaire de l'observateur principal. 10 ) Dispositif de stéréomicroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) comprend en outre un guide de lumière à fibres optiques (5, 15, 35, 45) et entre sa surface de sortie et au moins un élément de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b), on a une optique image (6, 16, 36, 46) pour dimensionner le faisceau. 11") Unité d'éclairage pour un stéréomicroscope ayant au moins un microscope d'observateur assistant couplé de manière optique et mécanique et un objectif commun (1, 10, 30, 40) traversé par tous les chemins de rayons d'observation, caractérisée en ce que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) comprend au moins un élément de renvoi (4a, 4b, 14a, 14b) par lequel la lumière d'éclairage est déviée en direction du plan-objet et l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) peut se monter dans au moins deux positions relatives différentes par rapport aux chemins des rayons d'observation. 120) Unité d'éclairage selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) comprend en outre un guide de lumière à fibres optiques (5, 15, 35, 45) ainsi qu'une optique image (6, 16, 36, 46) prévue devant la surface de sortie du guide de lumière et tous les éléments de l'unité d'éclairage (2, 12, 32, 42) sont prévus dans un boîtier commun.