Brevet FR2906618A1 — publié le 20080404

L'invention concerne une unité optique d'extrémité distale pour un endoscope électronique qui peut procurer une haute durabilité et une haute performance optique. Jusqu'à présent, dans la plupart des cas, un endoscope est stérilisé dans un autoclave (stérilisateur à vapeur d'eau à haute température et haute pression) à chaque utilisation de l'endoscope. L'endoscope doit donc avoir une durabilité à l'encontre de la stérilisation par l'autoclave. Pour empêcher la vapeur d'eau générée par l'autoclave d'entrer dans un objectif ou une surface de formation d'image d'un capteur d'image à solide, une unité optique d'extrémité distale pour un endoscope électronique est configurée de façon à comporter un tube de support d'objectif dans lequel un groupe de lentilles optiques est inséré fixement et un tube de support de capteur d'image dans lequel le capteur d'image à solide est inséré fixement, lesquels tubes sont reliés hermétiquement par soudage ou brasage, en faisant fondre une matière métallique, de parties revêtues d'un métal. En outre, une lentille fermant un orifice d'observation est fixée à une partie extrême distale du tube de support d'objectif (comme décrit, par exemple, dans les publications provisoires de brevet japonais n 2000-60793 et n 2000-115594). Une telle partie de jonction scellée hermétiquement entre le tube de support de l'objectif et le tube de support du capteur d'image procure une haute durabilité à l'encontre de la vapeur d'eau de l'autoclave. Le groupe de lentilles d'objectif et le capteur d'image à solide, qui sont protégés à l'intérieur des tubes scellés hermétiquement, ne sont donc pas affectés par la vapeur d'eau de l'autoclave. Cependant, lorsque le tube de support d'objectif est revêtu d'un métal, de la lumière périphérique à l'extérieur de la lumière effective pour une image observée à l'aide de l'endoscope peut tomber sur une partie circonférentielle extérieure de l'objectif et être fortement réfléchie sur une surface circonférentielle intérieure du tube supportant 2906618 2 l'objectif, provoquant des reflets optiques et/ou une image fantôme indésirés. L'invention est avantageuse par le fait qu'elle peut procurer une unité optique d'extrémité distale perfectionnée 5 pour un endoscope électronique qui peut atteindre une haute durabilité à l'encontre d'un environnement dans un autoclave et de hautes performances optiques pour éviter des reflets optiques et des images fantômes. Conformément à un aspect de l'invention, il est proposé 10 une unité optique d'extrémité distale pour un endoscope électronique, qui comprend un premier tube de support configuré pour supporter en lui un capteur d'image, un deuxième tube de support et un troisième tube de support configuré pour supporter un système optique d'objectif. Le 15 premier tube de support présente une première extrémité ouverte, une première extrémité scellée qui est fermée hermétiquement, et une surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal. Le deuxième tube de support présente une seconde extrémité ouverte, une seconde extrémité scellée 20 qui est fermée hermétiquement par une lentille de fermeture, et une surface circonférentielle extérieure recouverte d'un métal. Le troisième tube de support présente une surface circonférentielle intérieure à faible réflectivité et est ajusté dans le deuxième tube de support. La seconde 25 extrémité ouverte du deuxième tube de support est ajustée dans la première extrémité ouverte du premier tube de support et y est reliée hermétiquement. La surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal du premier tube de support peut comprendre 30 facultativement une couche de surface en or. Le premier tube de support peut être facultativement revêtu d'un métal sur toute sa surface. Le premier tube de support peut en outre facultativement être revêtu doublement d'une couche de surface revêtue d'or 35 sur une couche de base revêtue de nickel sur toute sa surface. 2906618 3 La première extrémité scellée peut facultativement être scellée hermétiquement à l'aide du capteur d'image relié à la surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal du premier tube de support par l'un d'un soudage 5 et d'un brasage. La surface circonférentielle extérieure recouverte d'un métal du deuxième tube de support peut comporter facultativement une couche de surface en or. Le deuxième tube de support peut être facultativement 10 revêtu d'un métal sur toute sa surface. Le deuxième tube de support peut être en outre, facultativement, revêtu doublement d'une couche de surface revêtue d'or sur une couche de base revêtue de nickel sur toute sa surface. 15 La lentille de fermeture peut avoir facultativement une surface métallisée. Dans ce cas, de préférence, la seconde extrémité scellée du deuxième tube de support peut être scellée hermétiquement à l'aide de la surface métallisée de la lentille de fermeture qui lui est reliée au moyen 20 d'un alliage d'étain à bas point de fusion. Le deuxième tube de support peut comporter facultativement une première partie d'un côté de la seconde extrémité ouverte, dans laquelle le troisième tube de support n'est pas ajusté, et une seconde partie dans laquelle le troisième 25 tube de support est ajusté, la première partie ayant un diamètre intérieur plus grand que celui de la seconde partie. La première partie du deuxième tube de support peut en outre avoir facultativement une surface circonférentielle intérieure recouverte d'une matière de revêtement noire. 30 Le deuxième tube de support peut être facultativement formé d'une matière dont le coefficient de dilatation thermique est aussi bas que celui de la lentille de fermeture. Le deuxième tube de support peut en outre être formé facultativement d'un alliage fer-nickel-cobalt. 2906618 4 La surface circonférentielle intérieure du troisième tube de support peut être facultativement revêtue d'une matière noire. Le troisième tube de support peut être facultativement 5 recouvert de la matière noire sur toute sa surface. Le troisième tube de support peut en outre être formé facultativement d'une matière métallique et revêtu d'oxyde de chrome sur toute sa surface. La seconde extrémité ouverte du deuxième tube de 10 support peut être facultativement ajustée dans, et reliée hermétiquement à, la première extrémité ouverte du premier tube de support par l'un d'un soudage et d'un brasage. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et 15 sur lesquels : la figure 1 est une vue extérieure montrant la configuration entière d'un endoscope dans une forme de réalisation selon un ou plusieurs aspects de l'invention ; la figure 2 est une vue de côté avec coupe d'une unité 20 optique d'extrémité distale pour l'endoscope de la forme de réalisation selon un ou plusieurs aspects de l'invention ; et les figures 3 à 6 sont des vues en coupe longitudinale éclatée de l'unité optique d'extrémité distale de la forme 25 de réalisation selon un ou plusieurs aspects de l'invention, dans un processus d'assemblage. On décrira une forme de réalisation selon des aspects de l'invention en référence aux dessins d'accompagnement. La figure 1 montre schématiquement la configuration d'ensemble 30 d'un endoscope électronique. Comme montré sur la figure 1, une partie de manœuvre 2 est reliée à une partie arrière d'ancrage d'une partie souple 1 d'insertion, et un connecteur 3 destiné à être connecté à un processeur vidéo (non représenté) est relié à une extrémité distale d'un 35 tube souple 4 pouvant être raccordé, s'étendant depuis le 2906618 5 voisinage d'une partie extrême supérieure, sur un côté de surface arrière de la partie de manoeuvre 2. Une lentille 6 de fermeture d'orifice d'observation est agencée dans un corps d'extrémité distale 5 relié à une 5 extrémité distale de la partie d'insertion 1, de même qu'une lentille de fermeture d'un orifice d'illumination (non représentée). En outre, une zone de formation d'image d'un capteur 8 d'image à solide est placée dans une position de formation d'image où l'image d'un objet est 10 formée par un système de lentilles d'objectif incorporé en arrière de la lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation. Un signal délivré en sortie du capteur d'image à solide est transmis à une partie 10 de connecteur de signal par l'intermédiaire d'un câble 9 de signal. 15 La figure 2 montre une unité optique d'extrémité distale configurée pour supporter le système 7 de lentille d'objectif et le capteur 8 d'image à solide dans le corps 5 d'extrémité distale. Un tube 12 de support de capteur d'image a une extrémité distale ouverte (représentée à un côté inférieur 20 sur la figure 2) et une extrémité arrière scellée hermétiquement. Les références numériques 8a, 8b et 11 désignent la zone de formation d'image du capteur 8 d'image à solide, un verre de recouvrement du capteur 8 d'image à solide et un filtre d'arrêt de laser, respectivement. 25 Un tube 13 de support de lentille de fermeture, configuré de façon que la lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation soit attachée hermétiquement à une partie extrême distale de ce tube, présente une extrémité arrière ouverte. L'extrémité arrière du tube 13 de support de lentille 30 de fermeture est ajustée dans une surface circonférentielle intérieure sur un côté d'extrémité distale du tube 12 de support du capteur d'image. De plus, un tube 14 de support d'objectif, dans lequel le système 7 de lentilles d'objectif est fixé, est ajusté dans une surface circonférentielle 35 intérieure du tube 13 de support de lentille de fermeture. 2906618 6 On donnera ci-après une explication détaillée d'une procédure d'assemblage en référence aux figures 3 à 6. Comme montré sur la figure 3, avant l'assemblage du tube 13 de support de lentille de fermeture et du tube 14 de 5 support d'objectif, la lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation est fixée sur une surface extrême distale du tube 13 de support de lentille de fermeture, et le système 7 de lentilles d'objectif est ajusté dans le tube 14 de support d'objectif. 10 Le tube 13 de support de lentille de fermeture est formé d'un alliage tel qu'un alliage fer-nickel-cobalt dont le coefficient de dilatation thermique est aussi bas que celui de la lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation. De plus, le tube 13 de support de lentille de fermeture est 15 pourvu sur toute sa surface (au moins sa surface circonférentielle extérieure) d'un revêtement double comprenant une couche de surface telle qu'une couche de revêtement d'or à haute résistance à la corrosion sur une couche de base telle qu'une couche de revêtement de nickel. 20 La lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation attachée sur la surface extrême distale du tube 13 de support de lentille de fermeture est pourvue d'une surface arrière 6a qui est métallisée par un procédé bien connu. La surface arrière 6a de la lentille 6 de fermeture de 25 l'orifice d'observation est reliée hermétiquement, à l'aide d'un alliage d'étain à bas de point de fusion, à la surface extrême distale du tube 13 de support, revêtu de métal, de la lentille de fermeture. Le tube 14 de support de l'objectif est formé d'une 30 matière métallique et est recouvert d'une matière de revêtement noire mate telle que de l'oxyde chrome sur toute sa surface (au moins sa surface circonférentielle intérieure). En conséquence, la surface circonférentielle intérieure du tube 14 de support d'objectif a une réflectivité extrêmement 35 faible. 2906618 7 Le système 7 de lentilles d'objectif pourvu de plusieurs lentilles, représenté de façon simple sous la forme d'un seul bloc sur la figure 3, est fixé dans le tube 14 de support d'objectif par sertissage vers l'intérieur d'une 5 partie extrême avant 14f et d'une partie extrême arrière 14r. Cependant, à cet égard, le système 7 de lentilles d'objectif peut être collé et fixé dans le tube 14 de support d'objectif. Comme montré sur la figure 4, le tube 14 de support d'objectif, dans lequel est ajusté le système 7 de lentilles 10 d'objectif, est ajusté vers l'arrière dans une surface circonférentielle intérieure 13a du tube 13 de support de lentille de fermeture de façon que la lentille 6 de fermeture de l'orifice d'observation soit fixée sur sa surface extrême distale, et il est fixé dans la surface circonférentielle 15 intérieure 13a à l'aide d'une matière adhésive. Dans un tel état, ce n'est pas la surface circonférentielle intérieure 13a du tube 13 de support de lentille de fermeture, revêtu d'un métal, mais une surface circonférentielle intérieure 14a du tube 14 de support d'objectif, revêtu de 20 noir, qui fait face à une surface circonférentielle extérieure du système optique 7 d'objectif. Par conséquent, un rayon dirigé sur la surface circonférentielle extérieure du système optique 7 d'objectif depuis l'intérieur de celui-ci n'est pratiquement pas réfléchi sur sa surface 25 circonférentielle extérieure. En outre, bien qu'une surface circonférentielle intérieure 13b à une partie extrême arrière du tube 13 de support de lentille de fermeture soit revêtue d'un métal (revêtue d'or) de la même manière que pour les autres 30 parties du tube 13 de support de lentille de fermeture, il est possible d'empêcher qu'un rayon passant dans le système 7 de lentilles d'objectif tombe sur la surface circonférentielle intérieure 13b en augmentant le diamètre intérieur de la surface circonférentielle intérieure 13b. De plus, il est 35 aisé d'appliquer une matière de revêtement noire uniquement sur la surface circonférentielle intérieure 13b de manière 2906618 8 que cette surface 13b puisse servir de surface antiréfléchissante. Lorsque seul le diamètre intérieur dans la surface circonférentielle intérieure 13b est agrandi, il est possible d'appliquer la matière de revêtement noire sur 5 une étendue exacte de la surface circonférentielle intérieure 13b. Comme montré sur la figure 5, le capteur 8 d'image à solide est réalisé sous la forme d'un bloc ayant une partie autre que la zone 8a de formation d'image entourée d'une 10 matière isolante telle qu'une céramique, et reliée hermétiquement à la surface circonférentielle intérieure au niveau d'une partie extrême arrière (à un côté supérieur sur la figure 5) du tube 12 de support de capteur d'image par soudage ou brasage. 15 Le tube 12 de support de capteur d'image réalisé sous la forme d'un tube simple en une matière métallique est revêtu doublement d'une couche de surface telle qu'une couche de revêtement d'or à haute résistance à la corrosion sur une couche de base telle qu'une couche de revêtement de nickel 20 sur toute sa surface (au moins la surface circonférentielle intérieure). Comme montré sur la figure 6, la partie extrême distale ouverte du tube 12 de support du capteur d'image et la partie extrême arrière ouverte du tube 13 de support de 25 lentille de fermeture sont placées de façon à se faire face coaxialement. Ensuite, comme montré sur la figure 2, la partie extrême arrière ouverte du tube 13 de support de lentille de fermeture est ajustée dans la partie extrême distale ouverte du tube 12 de support du capteur d'image. 30 Le tube 12 de support du capteur d'image et le tube 13 de support de lentille de fermeture sont reliés hermétiquement, par leurs surfaces revêtues d'or, au niveau d'une partie d'ajustement qui est assemblée par soudage ou brasage. Ainsi, un espace, où sont agencés des constituants tels 35 que la zone 8a de formation d'image du capteur 8 d'image à solide et le système optique 7 d'objectif, est scellé 2906618 9 hermétiquement par soudage ou brasage de manière que le système optique 7 d'objectif et la zone 8a de formation d'image du capteur 8 d'image à solide se trouvant dans cette zone ne soient pas affectés par l'environnement 5 présent dans l'autoclave. De plus, la lumière périphérique arrivant à la surface circonférentielle extérieure du système optique 7 d'objectif n'est pratiquement pas réfléchie par des parties du tube 14 de support d'objectif sur lequel la lumière périphérique 10 risque de tomber, lesquelles parties sont revêtues de la matière de revêtement noire mate telle que de l'oxyde de chrome. Il est donc possible d'éviter les reflets optiques et les images fantômes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 15 être apportées à l'unité optique décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Unité optique d'extrémité distale pour un endoscope électronique, caractérisée en ce qu'elle comporte : un premier tube (12) de support configuré pour supporter 5 en lui un capteur (8) d'image ; un deuxième tube (13) de support ; et un troisième tube (14) de support configuré pour supporter un système optique (7) d'objectif, le premier tube de support présentant : 10 une première extrémité ouverte ; une première extrémité scellée qui est scellée hermétiquement ; et une surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal, 15 le deuxième tube de support comprenant : une seconde extrémité ouverte ; une seconde extrémité scellée qui est scellée hermétiquement par une lentille (6) de fermeture ; et une surface circonférentielle extérieure recouverte 20 d'un métal, le troisième tube de support ayant une surface circonférentielle intérieure (14a) à faible réflectivité et étant ajusté dans le deuxième tube de support, et la seconde extrémité ouverte du deuxième tube de 25 support étant ajustée dans, et reliée hermétiquement à, la première extrémité ouverte du premier tube de support. 2. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal du premier 30 tube de support comprend une couche de surface en or. 3. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier tube de support est revêtu d'un métal sur toute sa surface. 4. Unité optique d'extrémité distale selon la 35 revendication 3, caractérisée en ce que le premier tube de support est revêtu doublement d'une couche de surface de 2906618 11 revêtement d'or sur une couche de base de revêtement de nickel sur toute sa surface. 5. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première extrémité scellée est scellée hermétiquement à l'aide du capteur d'image relié à la surface circonférentielle intérieure recouverte d'un métal du premier tube de support, par l'un d'un soudage et d'un brasage. 6. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface circonférentielle extérieure recouverte d'un métal du deuxième tube de support comprend une couche de surface en or. 7. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième tube de support est revêtu d'un métal sur toute sa surface. 8. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 7, caractérisée en ce que le deuxième tube de support est revêtu doublement d'une couche de surface de revêtement d'or sur une couche de base de revêtement de nickel sur toute sa surface. 9. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lentille de fermeture a une surface métallisée, et la seconde extrémité scellée du deuxième tube de support est scellée hermétiquement de manière que la surface métallisée de la lentille de fermeture lui soit reliée à l'aide d'un alliage d'étain à bas point de fusion. 10. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième tube de support comprend une première partie d'un côté de la seconde extrémité ouverte, dans laquelle le troisième tube de support n'est pas ajusté, et une seconde partie dans laquelle le troisième tube de support est ajusté, la première partie ayant un diamètre intérieur plus grand que celui de la seconde partie. 2906618 12 11. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 10, caractérisée en ce que la première partie du deuxième tube de support a une surface circonférentielle intérieure recouverte d'une matière de revêtement noire. 5 12. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième tube de support est formé d'une matière ayant un coefficient de dilatation thermique aussi faible que celui de la lentille de fermeture. 10 13. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 12, caractérisée en ce que le deuxième tube de support est formé d'un alliage fer-nickel-cobalt. 14. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface 15 circonférentielle intérieure du troisième tube de support est recouverte d'une matière noire. 15. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 14, caractérisée en ce que le troisième tube de support est recouvert de la matière noire sur toute sa 20 surface. 16. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 15, caractérisée en ce que le troisième tube de support est formé d'une matière métallique et est revêtu d'oxyde de chrome sur toute sa surface. 25 17. Unité optique d'extrémité distale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde extrémité ouverte du deuxième tube de support est ajustée dans, et reliée hermétiquement à, la première extrémité ouverte du premier tube de support par l'un d'un soudage et d'un 30 brasage.