Brevet FR2735586A1 — publié le 19961220

L'invention concerne un dispositif optique comportant un boîtier, un composant optique ou composant intérieur monté mobile en translation et en rotation dans ce boîtier et comportant un aimant intérieur relié à ce composant, et un aimant extérieur qui peut être relié selon une liaison de force à l'aimant intérieur et qui est disposé sur un composant extérieur monté déplaçable sur le boîtier. Des dispositifs optiques de ce type sont utilisés, par exemple, dans le domaine médical, en tant qu'objectifs entre l'extrémité proximale d'un endoscope et une caméra vidéo. Pour des questions d'hygiène, le dispositif doit par conséquent être conçu de telle sorte qu'il puisse être exposé à un traitement germicide. Le boîtier du dispositif est par conséquent hermétiquement fermé, de manière à pro- téger de façon fiable notamment les composants optiques, à l'exception de la fenêtre de fermeture située au niveau de l'extrémité. Pour régler la netteté, il est cependant nécessaire de pouvoir déplacer un module d'objectif dans la direction de l'axe optique à l'intérieur du boîtier. Le couplage par force entre ce composant optique, situé à l'intérieur du boîtier, et un composant extérieur accessible de l'extérieur s'effectue magnétiquement à travers la paroi du boîtier. A cet effet, le composant intérieur est équipé d'un aimant et le composant extérieur est équipé d'un aimant correspondant, qui coopère avec le précédent. De tels dispositifs sont décrits, par exemple, dans la demande de brevet allemand DE 88 10 044 U ou dans le brevet US 359 992. Pour réaliser un décalage axial précis du composant optique intérieur, le composant extérieur est ici guidé dans une piste de forme hélicoïdale, sous la forme d'un filetage ou sous la forme d'un évidement correspondant. Cependant, un inconvénient avec ces formes de réalisation connues tient au fait que, dans le cas de secousses brusques ou de chocs, la liaison par force entre les deux aimants, qui coopèrent activement entre eux, peut se rompre et que le composant optique, monté à l'intérieur du boîtier, peut alors se déplacer librement. En particulier, il peut se déplacer sous l'effet de la force de pesanteur, à la suite de quoi il faut tout d'abord rétablir la liaison par force entre les aimants et effectuer une nouvelle mise au point. Un autre problème se situe dans la force de maintien entre les aimants, qui doit s'exercer à travers le boîtier. Dans le cas d'une polarisation des aimants dans la direction de l'axe optique, ces forces de maintien sont particulièrement faibles. A partir de l'état de la technique connu d'après le brevet US 5 359 992, la présente invention s'est fixé pour but de développer un dispositif du type indiqué en introduction de manière que, même dans le cas de charges ou de chocs, une suppression du champ magnétique formé entre les aimants soit empêchée de façon fiable, et que notamment un déplacement par lui-même du composant optique soit empêché. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que l'aimant intérieur est guidé dans une piste de forme hélicoïdale, solidaire du boîtier. On choisit pour cette piste de forme hélicoïdale un pas tel que, dans le cas d'un déplacement d'un composant optique dans la direction de l'axe optique, il se produit pratiquement un autoblocage, de sorte qu'un tel déplacement n'est possible que moyennant une action volontaire de l'extérieur, c'est-à-dire au moyen d'un déplacement correspondant de l'aimant extérieur. Dans sa forme la plus simple, cette piste peut être réalisée sous la forme d'une rainure, dans laquelle l'aimant intérieur est guidé de façon forcée. Il est particulièrement avantageux que l'aimant intérieur soit réalisé sous la forme d'un aimant circulaire et que l'aimant extérieur soit réalisé sous la forme d'un aimant rectangulaire, et ce de telle sorte que la polarisation s'effectue non pas dans la direction de l'axe optique, mais radialement par rapport à cet axe. D'une part, ceci garantit un champ magnétique comparativement intense, et par conséquent, une force élevée de maintien entre les aimants et, d'autre part, cette réalisation permet, en liaison avec un montage rotatif de l'aimant rectangulaire dans le composant extérieur, que le flux magnétique entre les deux aimants ne puisse pratiquement pas être interrompu. L'aimant rectangulaire s'étend alors, dans la direction axiale du dispositif, sur une longueur qui correspond à la course de déplacement de l'aimant circulaire dans cette direction. Le composant intérieur est certes monté à l'intérieur du boîtier de manière à pouvoir tourner et de manière à être translatable axialement, mais ces déplacements ne peuvent pas se faire séparément, mais seulement simultanément en raison du guidage sur la piste de forme hélicoïdale, ce qui ne peut être obtenu que par une application de force adéquate sur le composant extérieur, mais pas sous l'effet d'un choc ou d'autres influences mécaniques extérieures. Même si le champ magnétique entre les deux aimants était supprimé, le composant intérieur resterait dans sa position instantanée en raison de son guidage forcé. L'aimant rectangulaire avec une polarisation dans la direction radiale permet non seulement une liaison magnétique fiable sur l'ensemble de la course de réglage du composant intérieur, mais permet en outre, en raison de sa taille, d'accroître également la densité de flux dans le champ magnétique et, par conséquent, d'augmenter la force de maintien. Dans le cas de la polarisation radiale, prévue conformément à l'invention, d'aimants intérieur et extérieur, on choisit de façon appropriée, pour le rapport des surfaces frontales actives qui sont situées en vis-à- vis, une valeur comprise entre 2 et 3 et, de préférence, égale à environ 2,5, c'est-à-dire que l'aimant rectangulaire possède une surface frontale, tournée vers l'aimant circulaire, approximativement 2,5 fois supérieure à celle de l'aimant circulaire. Du point de vue de la technique de fabrication, il est particulièrement approprié de réaliser la piste de forme hélicoïdale au moyen d'une douille fixée à l'intérieur du boîtier et dans la paroi de laquelle est ménagé un évidement correspondant de forme hélicoïdale. Dans le cas de cette réalisation, l'étendue angulaire circonférentielle de la piste de forme hélicoïdale devrait être égale, de préférence, à environ 270 ou moins, afin de ne pas affecter la stabilité propre du composant. Etant donné que le composant intérieur, qui est réalisé sous la forme d'un organe de réglage, doit être guidé avec un certain jeu à l'intérieur du boîtier ou de la douille, il existe, en permanence, en particulier dans les positions d'extrémité, le risque que ce composant effectue un mouvement de basculement - même s'il est seulement faible-, qui pourrait affecter de façon nuisible les caractéristiques optiques du dispositif. On pourrait certes imaginer de prévoir une butée circonférentielle à l'intérieur de la douille, mais ceci est relativement compliqué du point de vue de la technique de fabrication et pourrait conduire à ce que le composant extérieur puisse encore être entraîné en rotation lorsque le composant intérieur a déjà atteint la butée. Dans ce cas, il se présenterait le risque que le champ magnétique soit interrompu ou affaibli. C'est pourquoi, conformément à l'invention, il est prévu avantageusement une butée solidaire du boîtier, qui limite le mouvement de rotation du composant extérieur dans les deux sens. Cette butée est disposée de façon appropriée pour que les positions d'extrémité du composant extérieur soient atteintes avant que le composant intérieur, c'est-à-dire l'organe de réglage, parvienne dans ses positions d'extrémité définies de façon naturelle, que ce soit à l'extrémité de la douille ou à l'extrémité de la piste de guidage. De cette manière, les perturbations optiques mentionnées plus haut, qui sont susceptibles de se produire, peuvent être évitées de façon fiable par le fait que les positions d'extrémité du composant intérieur sont atteintes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un objectif conçu conformément à l'invention; - la figure 2 représente une coupe longitudinale d'une douille de cet objectif; et la figure 3 représente une vue de face de la douille de la figure 2. L'objectif représenté sert à relier l'extrémité proximale d'un endoscope à une caméra vidéo. Il possède un boîtier 1 positionné sensiblement selon une symétrie de révolution par rapport à l'axe optique 2, boîtier qui est réalisé sous la forme d'un corps creux et qui est fermé aux extrémités par des fenêtres de fermeture légèrement obliques 3 et 4. Les fenêtres de fermeture 3 et 4 sont reliées, d'une manière étanche à la pression au boîtier 1 par l'intermédiaire de bagues filetées 5 et 6, moyennant l'insertion de joints toriques 7, 8. La bague filetée 5 fixe non seulement la fenêtre de fermeture 3, mais également une douille essentiellement cylindrique 9 insérée dans le boîtier 1. Comme cela est visible sur la figure 1, en raison de la disposition oblique de la fenêtre de fermeture 3 et de la collerette 10, réalisée de façon correspondante, de la douille 9, cette dernière est non seulement immobilisée dans la direction de l'axe 2, mais est également bloquée en rotation. Une monture 11, qui loge les lentilles 12 d'un module de l'objectif, est guidée, avec un faible jeu, de manière à être translatable axialement et à pouvoir tourner, à l'intérieur de la paroi intérieure cylindrique de la douille 9. Ce composant optique, formé par la monture 11 et les lentilles 12, a également été désigné précédemment comme étant le composant intérieur et est identifié par le chiffre de référence 13. La monture 11 possède dans sa périphérie extérieure un perçage radial borgne, dans lequel est inséré un aimant circulaire 14, qui fait saillie au-delà du contour extérieur de la monture 11 et pénètre dans un évidement en forme de piste 15 de la douille 9, qui est disposé sous une forme hélicoïdale autour de l'axe 2 et dans lequel l'aimant circulaire est guidé de façon forcée. L'évidement de forme hélicoïdale possède une largeur qui correspond approximativement au diamètre de l'aimant circulaire 14, et son pas ou sa pente est visible sur la représentation de la figure 2. Cet évidement s'étend sur un angle périphérique d'environ 270 , comme cela est visible sur la figure 3, sur laquelle on a indiqué les extrémités 16 de la piste. Le boîtier 1 possède une paroi mince dans sa partie dans laquelle s'étend l'évidement 15. Un aimant rectangulaire 17 est disposé dans cette zone de manière à pouvoir tourner autour de l'axe. L'aimant rectangulaire 17 s'étend dans la direction de l'axe 2 sur une longueur qui correspond approximativement à la course de déplacement du composant intérieur 13, et sur une largeur qui correspond approximativement au diamètre de l'aimant circulaire intérieur 14. L'aimant rectangulaire 17 fait partie d'un composant extérieur 18, qui est constitué par un anneau de support intérieur 19 et par une bague de réglage 20 qui s'engage extérieurement par-dessus cet anneau de support. L'anneau de support 19 est divisé en deux moitiés et est monté, au moyen de deux bagues de palier 21, sur des parties en gradin du boîtier 1 de telle sorte que l'aimant rectangulaire 17 soit situé à faible distance de la paroi du boîtier 1, qui est mince dans cette zone, et de l'aimant circulaire 14 situé derrière cette paroi. L'anneau de support 19 est retenu sur le boîtier 1 au moyen de la bague de réglage 20, réalisée en une seule pièce, qui s'engage par-dessus l'anneau de support. La bague de réglage 20 est retenue sur le boîtier 1, à proximité de ses faces d'extrémité, par l'intermédiaire de deux bagues 22 d'assemblage à rainure et languette. Ces bagues 22 servent également à empêcher une pénétration de saletés et d'agent désinfectant. Le composant extérieur 18 est monté sur le boîtier 1 de manière à pouvoir tourner autour de l'axe 2, mais en étant immobilisé axialement. Le mouvement de rotation dans les deux sens est limité par un téton 23 qui est disposé, parallèlement à l'axe 2, dans le boîtier et qui forme une butée et coopère avec un évidement correspondant 24, ménagé dans le bord intérieur de l'anneau de support 19. Cet évidement 24 s'étend sur environ 265 de la circonférence de sorte que le mouvement de rotation possible du composant extérieur 18 est inférieur à l'étendue de l'évidement en forme de piste 15, dans cette direction. Le déplacement, nécessaire pour réaliser le réglage de netteté, du groupe de lentilles formé par les lentilles 12 à l'intérieur du boîtier 1 s'effectue par rotation de la bague de réglage 20. De la sorte, on fait tourner le composant extérieur 18, avec l'aimant rectangulaire 17 disposé sur sa face intérieure, autour de la périphérie extérieure du boîtier 1. L'aimant rectangulaire 17 coopère avec l'aimant circulaire 14, les polarités correspondantes étant indiquées sur la figure 1. Le champ magnétique garantit l'établissement d'une liaison par force entre les aimants 14 et 17, à travers la paroi du boîtier. Dès lors, lorsqu'on déplace l'aimant rectangulaire 17 sur la périphérie du boîtier 1 en faisant tourner le composant extérieur 18, l'aimant circulaire 14 suit ce déplacement sous l'effet de la liaison par force. Cependant, l'aimant circulaire 14 est guidé d'une manière forcée dans l'évidement 15, qui s'étend selon une disposition hélicoïdale autour de l'axe optique 2, dans la douille 9 et, lors d'un mouvement de rotation autour de l'axe 2, tel que celui qui a été exécuté par l'aimant rectangulaire 17, il se déplace également de façon imposée dans la direction de l'axe 2. Ceci permet de réaliser le déplacement axial désiré du groupe de lentilles. Etant donné que l'aimant rectangulaire 17 s'étend sur toute la longueur axiale du guide en forme de piste, le champ magnétique entre les deux aimants 14 et 17 reste toujours appliqué, quelle que soit de la position respective. REVENDICATIONS 1. Dispositif optique comportant un boîtier (1), un composant optique (13) monté mobile en translation et en rotation dans ce boîtier et comportant un aimant intérieur (14) relié à ce composant, et un aimant extérieur (17) qui peut être relié selon une liaison de force à l'aimant intérieur et qui est disposé sur un composant extérieur (18) monté déplaçable sur le boîtier (1), caractérisé en ce que l'aimant intérieur (13) est guidé sur une piste de forme hélicoïdale (15) solidaire du boîtier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant intérieur (13) est un aimant circulaire et l'aiment extérieur (17) est un aimant rectangulaire. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aimant rectangulaire (17) s'étend sur la longueur de la course de déplacement de l'aimant circulaire (13), mesurée dans la direction axiale (2). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aimant rectangulaire (17) est disposé sur le composant extérieur (18) et est monté, par l'intermédiaire de ce dernier, de manière à pouvoir tourner sur le boîtier (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport de la surface frontale active de l'aimant extérieur (17) à la surface frontale active, située en vis-à- vis de la précédente, de l'aimant intérieur (13) est compris entre 2 et 3 et, de préférence, est égal à environ 2,5. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la piste de forme hélicoïdale (15) est formée, dans une douille (9) fixée à l'intérieur du boîtier (1), par un évidement (15) ménagé dans la paroi et qui s'étend, de préférence, sur un angle circonférentiel d'environ 270 . 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mouvement de rotation du composant extérieur (18) est limité, dans les deux sens, par une butée (23) solidaire du boîtier. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les aimants (13,17) sont polarisés dans la direction radiale. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le composant extérieur (18) possède un anneau de support (19) qui loge l'aimant extérieur (17), cet anneau de support étant constitué de deux demi-coques et étant retenu par une bague de réglage monobloc (20) qui s'engage par-dessus les demi-coques.