Brevet FR2834077A1 — publié le 20030627

La présente invention concerne un endoscope à usage non médical, notamment destiné à être utilisé pour l'inspection de cavités internes ou de recoins peu accessibles d'appareils, de dispositifs ou d'installations techniques, tels que par exemple l'intérieur d'un moteur. Il existe des endoscopes à usage médical, permettant d'inspecter les cavités corporelles. Ces endoscopes ont une complexité, un coût et une relative fragilité qui les rend inadaptés à une utilisation autre que médicale. En particulier, ces endoscopes comprennent des systèmes de mise au point optique et des systèmes d'éclairage complexes et onéreux à fabriquer. Il n'existe pas à ce jour sur le marché d'endoscope pouvant être utilisé pour l'inspection de cavités ou de recoins d'appareils, de dispositifs ou d'installations techniques, et l'objectif de l'invention est précisément de remédier à cette lacune. L'endoscope qu'elle concerne comprend, de manière connue en soi, un capteur optique, une unité électronique de traitement du signal émis par ce capteur optique, un objectif et des moyens de positionnement relatif du capteur optique et de l'objectif pour permettre le"tirage optique"du capteur, c'est-à-dire la mise au point optique de l'image obtenue. Selon l'invention, - le capteur optique est connecté fonctionnelle ment à l'unité électronique de traitement par l'intermédiaire d'un ou plusieurs câbles de connexion ; - t'unité électronique de traitement est montée dans un boîtier tandis que le capteur optique et le ou les câbles de connexion sont engagés dans une gaine avec possibilité de coulissement par rapport à cette gaine ; - l'objectif est monté fixe par rapport à la gaine, et - lesdits moyens de positionnement relatif du capteur optique et de l'objectif sont conçus de manière à opérer un déplacement de l'ensemble gaine-objectif par rapport à l'ensemble capteur optique-câble (s) de connexion. Dans l'endoscope selon l'invention, le capteur optique est ainsi non mobile par rapport à l'unité électronique de traitement et le tirage optique s'opère en déplaçant l'ensemble gaine-objectif par rapport à l'ensemble capteur optique-câble (s) de connexion. La tête de l'endoscope, c'est-à-dire la partie de celui-ci destinée à être engagée dans une cavité ou dans un recoin à inspecter, est donc dépourvue de moyens positifs de déplacement du capteur optique par rapport à l'objectif. Cette tête peut ainsi avoir une structure simple et peu onéreuse à fabriquer, ayant un faible encombrement. Le capteur optique et l'unité électronique de traitement peuvent être d'un type relativement courant, disponible dans le commerce, vendu avec le capteur optique monté sur l'unité électronique de traitement. Pour adapter un tel ensemble du commerce à une utilisation conforme à l'invention, le capteur optique est séparé de l'unité électronique de traitement et est connecté à celle-ci au moyen du ou desdits câbles de connexion. Le ou les câbles de connexion et la gaine qui les reçoit pourraient être rigides. De préférence toutefois, ce ou ces câbles et cette gaine sont flexibles pour permettre l'engagement de la tête optique de l'endoscope dans la ou les cavités ou recoins à inspecter, selon un parcours plus ou moins tortueux. Le ou les câbles de connexion présentent une relative rigidité axiale, faisant qu'ils ne se rétractent pas lorsque l'ensemble gaine-objectif recule par rapport à eux. Le capteur optique reste ainsi sensiblement immobile lorsque cet ensemble gaine-objectif recule, permettant un tirage optique précis. La gaine est de préférence constituée par un enroulement d'un fil métallique à spires non jointives, revêtu d'une enveloppe en matière synthétique. Les spires de ce fil permettent, outre le positionnement de la tête de l'endoscope, l'obtention d'un surblindage du ou des câbles contenus dans la gaine. Avantageusement, lesdits moyens de positionnement relatif du capteur optique et de l'objectif comprennent des moyens de réglage de ce positionnement, montés sur le boîtier dans lequel est placée l'unité électronique de traitement. Ce boîtier peut présenter une forme cylindrique et être dimensionné de manière à pouvoir être saisi manuellement, à la manière d'une"poignée". Dans ce cas, lesdits moyens de réglage comprennent une molette montée pivotante sur le boîtier selon l'axe de celui-ci. Cette molette peut être saisie entre le pouce et l'index d'une main, ce qui permet une manipulation à la fois précise et très ergonomique de l'endoscope. De préférence, l'endoscope comprend au moins une diode électro-luminescente située près de l'objectif. L'alimentation de cette ou de ces diodes est assurée au moyen de deux lamelles diamétralement opposées solidaires de l'ensemble comportant le capteur optique, qui glissent sur deux plaquettes métalliques correspondantes solidaires de l'ensemble comportant l'objectif. L'alimentation de cette ou ces diodes est ainsi réalisée de manière particulièrement simple et peu onéreuse. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'endoscope qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en perspective ; la figure 2 est une vue en perspective des différents sousensembles constituant la tête optique qu'il comprend, à l'état désassemblé ; la figure 3 est une vue en perspective éclatée des différentes pièces que comprend cette tête ; la figure 4 est une vue de la tête optique en coupe longitudinale ; la figure 5 est une vue en perspective éclatée d'un boîtier que comprend l'endoscope, et la figure 6 est une vue de ce boîtier en coupe longitudinale. La figure 1 représente un endoscope 1 à usage non médical, notamment destiné à être utilisé pour l'inspection de cavités internes ou de recoins peu accessibles d'appareils, de dispositifs ou d'installations techniques, tels que par exemple l'intérieur d'un moteur. Cet endoscope 1 comprend tête 2 destinée à être engagée dans une cavité ou dans un recoin à inspecter, une gaine flexible 3 et un boîtier 4. Comme le montre plus précisément la figure 2, la tête comprend un ensemble 5 comportant un capteur optique CCD 6, un ensemble 7 comprenant un objectif optique 8, et un corps formé d'un manchon 9 et d'une douille 10 de connexion à la gaine 3. L'ensemble 5 est relié à l'extrémité d'un faisceau de câbles de connexion 11. Un certain nombre de ces câbles 11 connecte fonctionnellement le capteur 6 à une unité électronique de traitement du signal émis par ce capteur 6, et deux de ces câbles 11 connectent électriquement des lamelles 20 de contact électrique, décrites plus loin, à une source de courant électrique. Les figures 3 et 4 montrent plus particulièrement que l'ensemble 5 comprend un boîtier 15 et une bague épaulée 16 de guidage en coulissement de ce boîtier 15 dans le manchon 9. Le boîtier 15 comporte le capteur 6 sur sa face avant et loge les extrémités des câbles 11 connectés à ce capteur. Il présente une collerette avant 17, dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre interne du manchon 9 et présente une zone médiane pourvue d'un épaulement, de réception et de calage de la bague 16. Celle-ci a également un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du manchon 9 et est en un matériau favorisant le glissement, notamment en polyéthylène. La bague 16 et la collerette 17 permettent ainsi un guidage en coulissement de l'ensemble 5 dans le manchon 9 et dans la douille 10, qui permet le "tirage optique" du capteur 6, c'est-à-dire le positionnement adéquat de ce capteur par rapport à l'objectif 8 en vue de la mise au point optique de l'image obtenue. Ainsi que cela apparaît sur la figure 4, le manchon 9 et la douille 10 forment des espaces pour permettre ce coulissement. L'ensemble 5 comprend en outre de lamelles métalliques 20 diamétralement opposées. Chacune de ces lamelles 20 présente, de l'avant vers l'arrière, une zone avant arrondie, de contact électrique avec des plaquettes 30 décrites plus loin, une zone médiane arrondie, de contact avec la paroi interne du manchon 9, un bec de butée contre la face avant du boîtier 15, et une portion arrière rectiligne, engagée au travers d'une fente 21 aménagée dans la collerette 17. Ladite zone médiane arrondie est engagée à coulissement dans une rainure longitudinale que comprend le manchon 9 et est légèrement déformée élastiquement radialement vers l'intérieur de la tête 2, ce qui assure le maintien de ladite zone avant arrondie avec une plaquette 30 correspondante. Ladite portion arrière rectiligne permet la connexion électrique de la lamelle 20 à un câble 11 correspondant, au travers de la paroi du boîtier 15. L'ensemble 5 peut également comprendre des filtres 22 placés en avant du capteur 6, ainsi que le montre la figure 3. L'ensemble 7 comprend des douilles épaulées 25 et 26 recevant étroitement l'objectif 8 et une douille épaulée 27t présentant une portion arrière filetée, de montage de cet ensemble 7 sur l'extrémité correspondante taraudée du manchon 9. La douille 26 située la plus en arrière comprend deux rainures diamétralement opposées, recevant des plaquettes métalliques 30, reliées électriquement, par des câbles non représentés, à deux diodes électroluminescentes, également non représentées, placées dans l'objectif 8, latéralement par rapport à celui-ci. Ces diodes permettent d'éclairer une zone à inspecter, en avant de cet objectif 8. Comme indiqué précédemment, ces plaquettes 30 reçoivent les zones avant arrondies des lamelles 20, avec possibilité de glissement de ces zones contre elles. Ce contact glissant permet l'alimentation électrique des diodes sans faire obstacle au déplacement relatif de l'objectif 8 et du capteur 6. L'objectif 8 est quant à lui formé par un tube 31 dans lequel sont montées une ou plusieurs lentilles appropriées (non représentées). La gaine 3 est de type connu, formée par un enroulement d'un fil métallique 32 à spires non jointives revêtu d'une enveloppe 33 en matière synthétique. Une telle gaine est flexible dans toutes les directions et conserve la forme qui lui a été conférée. Elle reçoit les câbles 11 à travers elle avec possibilité de coulissement par rapport à ceux-ci. Du côté de la tête 2, la gaine 3 présente un embout fileté 35 sur lequel peut être vissée la douille 10, celle-ci présentant un alésage taraudé correspondant. Du côté du boîtier 4, la gaine 3 présente un embout fileté 36 similaire, qui peut être vissé dans une douille filetée 57 décrite plus loin. En référence aux figures 5 et 6, il apparaît que le boîtier 4 est formé par deux demi-coquilles 40 et par une molette 41 montée sur le côté avant de ces demi-coquilles 40. L'ensemble présente une forme cylindrique et est dimensionné de manière à pouvoir être saisi manuellement, à la manière d'une"poignée". Chaque demi-coquille 40 présente, de l'avant vers l'arrière, une gorge hémi-circulaire 45, une paroi hémi-circulaire 46 présentant un évidement dans la zone médiane de son rebord diamétral, une paire de parois hémi-circulaires 47 présentant également des évidements dans la zone médiane de leurs rebords diamétraux, et un orifice hémi-circulaire arrière 48. Lorsque les demi-coquilles 40 sont assemblées l'une à l'autre, les deux gorges 45 forment une gorge de réception, avec possibilité de glissement, d'une nervure circulaire 55 faisant saillie de la paroi extérieure de la molette 41 ; les parois 46 forment une cloison avant et leurs évidements forment un orifice central de configuration sensiblement carrée ; les parois 47 délimitent avec le reste du boîtier un logement 50 de réception des organes nécessaires au fonctionnement de l'endoscope 1, notamment de l'unité électronique de traitement précitée, et reçoivent entre elles par insertion, une paroi discoïdale 51 d'isolation de ce logement 50, les évidements de ces parois 47 et un trou central de la paroi 51 permettant le passage des câbles 11 ; les deux orifices 48 forment un trou qui permet le passage d'un fil électrique de connexion de l'endoscope 1 à une source de courant électrique. Les demi-coquilles 40 comprennent en outre des trous de vis 52 et des canons taraudés 53 correspondants pour permettre l'assemblage des demi-coquilles 40 l'une à l'autre. La molette 41 comprend, outre ladite nervure 55, un alésage taraudé axial 56 dans lequel peut être vissée la douille 57. Cette dernière présente, outre l'alésage taraudé de réception de l'embout 36 et la portion filetée 60 de vissage dans l'alésage 56 de la molette 41, une portion arrière carrée 61 pouvant être reçue, de manière ajustée mais avec possibilité de coulissement, dans le trou que forment les parois 46, et deux saillies 62 propres à venir en appui contre les parois 46, formant ainsi une butée de fin de course de la douille 57. En pratique, la molette 41 est pivotée manuellement par rapport au boîtier 4, ce qui permet le déplacement de la douille 57, et par conséquent de la gaine 3 et de l'ensemble 7, par rapport aux câbles 11 et à l'ensemble 5, et permet ainsi de réaliser le tirage optique du capteur 6. L'opérateur peut saisir le boîtier 4 par une main pour guider la tête 2 vers la zone à inspecter et peut actionner la molette 41 avec son autre main, de sorte que le réglage de la position du capteur 6 par rapport à l'objectif 8 est réalisé de manière précise et ergonomique. Les lamelles 20 restent parfaitement au contact des plaquettes 30 au cours du coulissement du boîtier 15 grâce à l'appui des zones médianes de ces lamelles contre le manchon 9. Ainsi qu'il apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un endoscope ayant une simplicité de structure, un coût de fabrication et une solidité qui le rend adapté à être utilisé pour l'inspection de cavités internes ou de recoins peu accessibles d'appareils, de dispositifs ou d'installations techniques, tels que par exemple l'intérieur d'un moteur. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation entrant dans le champ de protection défini par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1-Endoscope à usage non médical, notamment destiné à être utilisé pour l'inspection de cavités internes ou de recoins peu accessibles d'appareils, de dispositifs ou d'installations techniques, tels que par exemple l'intérieur d'un moteur, comprenant un capteur optique (6), une unité électronique de traitement du signal émis par ce capteur optique (6), un objectif (8) et des moyens (4,11, 3,41) de positionnement relatif du capteur optique (6) et de l'objectif (8) pour permettre le "tirage optique" du capteur, c'est-à-dire la mise au point optique de l'image obtenue ; endoscope (1) caractérisé en ce que : - le capteur optique (6) est connecté fonctionnellement à l'unité électronique de traitement par l'intermédiaire d'un ou plusieurs câbles de connexion (11) ; - l'unité électronique de traitement est montée dans un boîtier (4) tandis que le capteur optique (6) et le ou les câbles de connexion (11) sont engagés dans une gaine (3) avec possibilité de coulissement par rapport à cette gaine (3) ; - l'objectif (8) est monté fixe par rapport à la gaine (3), et - lesdits moyens (4,11, 3,41) de positionnement relatif du capteur optique (6) et de l'objectif (8) sont conçus de manière à opérer un déplacement de l'ensemble gaine (3)-objectif (8) par rapport à l'ensemble capteur optique (6)-câble (s) de connexion (11). 2 - Endoscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les câbles de connexion (11) et la gaine (3) sont flexibles. 3 - Endoscope selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gaine (3) est constituée par un enroulement d'un fil métallique (32) à spires non jointives, revêtu d'une enveloppe (33) en matière synthétique. 4 - Endoscope selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens (4,11, 3, 41) de positionnement relatif du capteur optique (6) et de l'objectif (8) comprennent des moyens (41) de réglage de ce positionnement, montés sur le boîtier (4) dans lequel est placée l'unité électronique de traitement. 5 - Endoscope selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier (4) présente une forme cylindrique et est dimensionné de manière à pouvoir être saisi manuellement, à la manière d'une "poignée". 6 - Endoscope selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage comprennent une molette (41) montée pivotante sur le boîtier (4) selon l'axe de celui-ci. 7 - Endoscope selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une diode électro-luminescente située près de l'objectif (8). 8 - Endoscope selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux lamelles (20) diamétralement opposées solidaires de l'ensemble (5) comportant le capteur optique (6), qui glissent sur deux plaquettes métalliques (30) correspondantes solidaires de l'ensemble (7) comportant l'objectif (8).