Brevet FR2778755A1 — publié le 19991119

l L'invention concerne un endoscope comportant un objectif avant et des dispositifs arrière pour observer une image, ainsi qu'un guide de l'image, en fibre optique, qui court dans l'endoscope entre l'objectif et les dispositifs prévus pour l'observation de l'image et dont une première portion d'extrémité est solidarisée avec l'endoscope et dont l'autre portion d'extrémité est maintenue avec liberté de déplacement axial. Les endoscopes conformes au modèle (également dénommés optiques d'endoscope) présentent généralement un corps principal arrière auquel se raccorde à l'avant une portion tubulaire formant fût. Dans le cas des appareils prioritairement mentionnés ici, par exemple des urétéroscopes, la portion formant fût est prévue rigide et présente un diamètre relativement faible par rapport à sa longueur. Dans la portion tubulaire formant fût, également désignée sous le nom de gaine ou tube optique, peuvent être posés des guides de la lumière en forme de fibre qui, depuis une position arrière d'introduction dans la zone du corps principal, s'étendent jusqu'à l'extrémité avant du tube optique et servent à éclairer le champ à observer. En outre, le tube optique reçoit les dispositifs proprement dits pour l'observation de l'image, éventuellement dans un autre tube (tube de système). La transmission de l'image se fait entre un objectif, prévu dans la portion d'extrémité avant du tube de système, et un dispositif arrière pour l'observation de l'image, par exemple un oculaire ou une caméra vidéo, etc... En particulier dans le cas des endoscopes de petit diamètre, sert à la transmission un guide de l'image dit à fibre optique qui est posé entre l'objectif avant et les dispositifs arrière d'observation de l'image. De tels guides de l'image en fibre optique sont constitués d'une pluralité de fibres, orientées longitudinalement, de matériaux transparents, en particulier de matériaux à base de verre, par exemple à base de verre de quartz. Un problème essentiel, dans le cas des endoscopes traditionnels, est de ce point de vue que les guides de l'image insérés, par exemple en verre de quartz, présentent un comportement en dilatation différent de celui des portions de l'endoscope qui l'entourent, par exemple le tube de système, qui est constitué de métal. En particulier, des endoscopes rigides, de faible diamètre, par exemple des urétéroscopes, doivent, pendant une utilisation, pouvoir également résister à des cintrages de leur portion formant fût. Généralement, le guide de l'image n'est pas posé au centre, de sorte qu'un cintrage de l'endoscope conduit à un allongement ou à un refoulement qui peut être repris sans problèmes importants par le tube de système constitué de métal, mais ne peut l'être que sous réserve par un guide de l'image en "fibre de verre" qui y est posé fixe. Des problèmes semblables apparaissent lors de la stérilisation à chaud des endoscopes présentant des guides de l'image en fibre optique. Ici aussi guide de l'image et endoscope se dilatent de façon très différente et rapidement, en particulier si le guide de l'image est fixé par ses deux extrémités, on peut en arriver à des contraintes. Il y a différentes possibilités de faire face au problème ci- dessus. De ce point de vue, le document WO 960 5764 décrit par exemple un endoscope conforme au modèle dans le cas duquel le guide de la lumière n'est fixé dans le tube de système que par son extrémité avant. Par contre l'extrémité arrière est reçue dans le corps principal avec liberté de coulisser selon la direction axiale. Ce qui est désavantageux dans cette construction connue, c'est qu'en particulier du fait des très courtes distances focales des composants optiques utilisés, à chaque déplacement de l'extrémité arrière du guide de l'image, il faut procéder à une correction, ce qui nécessite une dépense constructive, relativement importante. Le but de l'invention est donc, partant de l'état de la technique, de créer un endoscope dans le cas duquel, on puisse, avec une faible dépense constructive, éviter l'apparition de contraintes entre guide de la lumière et endoscope. On atteint ce but avec un endoscope caractérisé par le fait que le guide de l'image est fixé dans sa portion d'extrémité arrière et que la portion d'extrémité avant, restante, du guide de l'image est libre de se déplacer, l'objectif étant également reçu avec liberté de déplacement par rapport à l'endoscope, et l'extrémité avant du guide de l'image et l'objectif étant reliés l'un à l'autre en vue d'un coulissement axial commun. De préférence, il s'agit d'un endoscope rigide avec corps principal arrière et une portion rigide, formant fût, de forme tubulaire, (tube optique), qui s'y raccorde à l'avant, qui présente un faible diamètre par rapport à sa longueur et dans lequel est prévu un tube de système pour recevoir le guide de la lumière. De préférence, l'objectif est reçu dans un tube optique qui est maintenu dans le tube de système avec liberté de coulisser axialement. De préférence, le tube optique ou l'objectif est maintenu dans le tube de système avec assurance à l'égard d'une rotation radiale. Dans le cas d'un endoscope conforme à l'invention, il est prévu que le guide de l'image n'est essentiellement fixé dans l'endoscope, fixe en position, que dans sa portion d'extrémité arrière, tandis que la portion restante du guide de l'image, jusqu'à son extrémité avant, est maintenue avec liberté de déplacement selon la direction axiale. Dans le cas des appareils habituels, qui présentent un corps principal et un fût qui s'y raccorde, la fixation de l'image se fait par exemple au voisinage du corps principal, tandis que sa portion qui se trouve dans le fût n'est pas fixée. Des influences thermiques éventuelles, ou même des cintrages, qui conduisent à des allongements différents du guide de l'image et de l'endoscope qui l'entoure, peuvent donc être compensés sans autres mesures, l'extrémité avant du guide de l'image coulissant selon la direction axiale par rapport à l'endoscope. Pour permettre une qualité optique constante de formation de l'image, l'invention prévoit en outre que l'objectif est également maintenu avec liberté de déplacement par rapport à l'endoscope et qu'il est relié à l'extrémité avant du guide de l'image de façon à donner un coulissement commun à écartement constant. Sous le terme "objectif", il faut comprendre tous les dispositifs optiques qui permettent une formation de l'image du champ d'observation sur l'extrémité avant du guide de l'image. Il peut s'agir ici d'une lentille ou d'un système de lentilles, la liaison entre le guide de l'image et l'objectif pouvant se faire par exemple par collage mais on peut également envisager d'autres modes de liaison. De préférence, l'invention se concrétise dans des endoscopes rigides de faible diamètre, c'est-à-dire des endoscopes qui présentent un corps principal d'o s'étend une portion rigide, relativement longue, formant fût de faible diamètre. De tels endoscopes peuvent se cintrer dans certaines limites pendant leur utilisation, les coulissements relatifs décrits ci-dessus entre le guide de l'image et l'endoscope qui apparaissent alors étant compensés de façon particulièrement simple dans le cas des appareils conformes à l'invention. Généralement, le guide de l'image est maintenu, par son extrémité arrière, fixe en position dans le corps principal de l'endoscope. On peut par exemple prévoir dans ce but dans le corps principal un dispositif de fixation approprié qui maintient l'extrémité arrière du guide de l'image à écartement constant du dispositif d'observation de l'image. La portion restante du guide de l'image, jusqu'à son extrémité avant, est maintenue avec liberté de se déplacer axialement, l'objectif prévu à l'avant étant porté avec liberté de coulisser axialement par rapport à l'endoscope et étant réuni à l'extrémité avant du guide de l'image. On pourrait par exemple envisager que l'objectif soit une unique lentille, par exemple une lentille à gradient d'indice, collée à l'extrémité avant du guide de l'image. Une autre réalisation avantageuse de l'invention prévoit que l'objectif est reçu dans un tube objectif qui de son côté, est porté avec liberté de coulisser axialement par rapport à l'endoscope ou au tube de système qui l'entoure. L'extrémité avant du guide de l'image est reliée par collage, etc, à l'extrémité arrière du tube objectif ou à la lentille arrière de l'objectif. Cette réalisation peut se concrétiser de façon particulièrement simple, en particulier si l'objectif est constitué de plusieurs lentilles et permet un coulissement simultané sans jeu du guide de la lumière et de l'objectif. Dans une autre forme de réalisation avantageuse, on peut prévoir que le tube objectif ou l'objectif est reçu dans l'endoscope avec assurance à l'égard de rotations radiales. On peut l'obtenir par exemple par le moyen que l'on prévoit sur le tube objectif une saillie qui s'étend longitudinalement et vient en prise dans une rainure appropriée prévue dans le tube de système. Les avantages de l'invention consistent essentiellement en la réalisation constructive particulièrement simple avec laquelle également est toujours garantie une qualité optique optimale de formation de l'image dans des situations d'exploitation différentes. Du fait que l'objectif avant est reçu dans l'endoscope avec liberté de déplacement axial et qu'en présence de modifications de longueur éventuelles, par exemple sous influence thermique, du guide de l'image, il se déplace axialement de façon automatique en conservant les conditions optiques, un ajustement particulièrement simple est possible. On explique en détail ci-dessous l'invention à l'aide de plusieurs figures. La figure 1 représente en vue latérale un endoscope rigide dans lequel l'invention peut de préférence se concrétiser. La figure 2 représente, en coupe longitudinale et fortement agrandie, la portion encadrée sur la figure 1. La figure 3 représente une ligne selon la coupe 111-111 de la figure 2. Sur la figure 1 est représenté un endoscope rigide habituel 10 comportant un corps principal 11, une portion tubulaire formant fût (tube optique 12) qui s'étend longitudinalement et s'y raccorde à l'avant. Est en outre indiqué un raccord 13 par lequel un guide de la lumière, non représenté sur la figure 1, s'insère dans l'intérieur du tube optique 12. Dans le corps principal 11, est généralement prévu un oculaire ou une caméra à capteur à circuit à couplage de charges CCD ou une interface pour des dispositifs d'observation appropriés. Ces composants ne sont pas non plus représentés en détail. La figure 2 représente en détail et en coupe longitudinale la portion avant du tube optique 12 de la figure 1. Dans le tube optique 12 est reçu un faisceau de fibres 14 qui est orienté selon la direction axiale et sert de guide de la lumière pour l'éclairement d'un champ d'observation. En outre est posé dans le tube optique 12 un tube dit tube de système dans lequel est reçu un guide de l'image 16. Mais comme on peut également le voir sur la figure 3, le guide de l'image 16 et le tube de système 15 qui l'entoure ne courent pas dans l'axe, mais excentriquement, rapporté à la section, ce qui, en cas de cintrage de l'endoscope 10, peut conduire aux allongements ou aussi aux refoulements décrits ci-dessus. Le guide de l'image 16 présente des fibres optiquement conductrices 17, orientées axialement, en matériau transparent, par exemple en verre de quartz et, depuis l'extrémité avant, représentée ici, du tube optique 12, s'étend jusque dans le corps principal 11 de l'endoscope 10 dans lequel, son extrémité arrière est fixée en position, comme indiqué ci- dessus. La portion restante, c'est-à-dire non fixée, du guide de l'image 16 est maintenue avec liberté de déplacement axial, ce qui permet de compenser, sans problème, des modifications différentes de longueur, provoquées par le matériau, du guide de l'image et de l'endoscope 10 qui l'entoure, avec déplacement axial relatif de l'extrémité avant 18 du guide de la lumière 16. Est en outre prévu un tube objectif 19 qui est porté avec liberté de coulissement axial dans le tube de système 15 et dans lequel est reçu un objectif 20, constitué de deux lentilles optiques 21 et 22. Comme représenté, le guide de la lumière 16 est inséré, par son extrémité avant 18, dans la zone d'extrémité arrière du tube 19 et y est par exemple collé à la surface de la lentille 21 tournée vers lui. Le tube de système 30 est rendu étanche vers l'extérieur, à l'égard de l'humidité, etc., au moyen d'une fenêtre 23. La construction représentée permet de façon particulièrement simple, une compensation de longueur du guide de l'image 16 par rapport au tube de système 15, sans que soit nécessaire une reprise d'ajustement optique entre guide de l'image 16 et objectif 20. S'il arrive une modification de longueur avec coulissement axial de l'extrémité avant 18 du guide de l'image 16, il y a reprise automatique de la position de l'objectif 20 par coulissement axial dans le tube de système 15. La figure 3 représente à nouveau en coupe essentiellement la structure décrite ci-dessus. On reconnaît à nouveau le tube optique 12, le tube de système 15 qui y est disposé excentriquement et le tube optique 19 guidé dans le tube de système 15 avec liberté de coulissement axial. Tous les composants optiques, comme guide de la lumière, guide de l'image, lentilles, etc, ont été éliminés pour des motifs de clarté de l'image. En plus de ce qui est représenté sur la figure 2, on peut toutefois reconnaître sur la figure 3 que le tube optique 19 présente sur sa périphérie extérieure une saillie 24 qui est reçue, guidée, en glissement dans une rainure 25, prévue dans le tube de système 15. Est garantie de cette façon une sécurité à l'égard d'une rotation radiale de l'objectif 20. La construction représentée n'est qu'une possibilité de concrétiser l'invention. On pourrait également envisager par exemple de fixer l'objectif au guide de l'image sans tube objectif qui l'entoure. En outre, l'invention ne se rapporte pas seulement à des endoscopes à "fût mince" mais à tous les appareils rigides avec guides de l'image à fibre optique. Enfin, il n'est pas impératif que des guides de lumière soient disposés dans le fût à côté du guide de image. REVENDICATIONS 1. Endoscope comportant un objectif avant et des dispositifs arrière pour observer une image, ainsi qu'un guide de l'image, en fibre optique, qui court dans l'endoscope entre l'objectif et les dispositifs prévus pour l'observation de l'image et dont une première portion d'extrémité est solidarisée avec l'endoscope et dont l'autre portion d'extrémité est maintenue avec liberté de déplacement axial, caractérisé par le fait que le guide de l'image (16) est fixé dans sa portion d'extrémité arrière et que la portion d'extrémité avant, restante, du guide de l'image (16) est libre de se déplacer, l'objectif (20) étant également reçu avec liberté de déplacement par rapport à l'endoscope (10), et l'extrémité avant (18) du guide de l'image (16) et l'objectif (20) étant reliés l'un à l'autre en vue d'un coulissement axial commun. 2. Endoscope selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il s'agit d'un endoscope rigide (10) avec corps principal arrière (11) et une portion rigide, formant fût, de forme tubulaire, (tube optique 12), qui s'y raccorde à l'avant, qui présente un faible diamètre par rapport à sa longueur et dans lequel est prévu un tube de système (15) pour recevoir le guide de la lumière (16). 3. Endoscope selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'objectif (20) est reçu dans un tube optique (19) qui est maintenu dans le tube de système avec liberté de coulisser axialement. 4. Endoscope selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le tube optique (19) ou l'objectif est maintenu dans le tube de système (15) avec assurance à l'égard d'une rotation radiale.